Автомобиль КрАЗ-7133С4-021

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Краткая техническая характеристика автомобиля КрАЗ-7133С4-02

2. Внешняя скоростная характеристика двигателя

3. Тяговая характеристика автомобиля. Тяговый баланс

4. Динамический фактор и динамическая характеристика

5. Ускорение, время и путь разгона

6. Топливно-экономическая характеристика

7. Тормозная динамика

8. Проходимость

Заключение

Список использованных источников

Введение

Стремление к совершенствованию конструкции и эффективному использованию автомобилей обусловливает необходимость оценки их качества.

Автомобили характеризуются большим количеством свойств, образующих иерархическую структуру («дерево свойств»). Принято считать, что качество является некоторым наиболее обобщенным, комплексным свойством автомобиля и рассматривается как самый высокий уровень указанной структуры. При этом под качеством автомобиля понимается совокупность всех свойств, определяющих его пригодность удовлетворять потребности в соответствии с назначением.

Составляющие качества - эксплуатационные свойства автомобиля (топливная экономичность, экологическая безопасность, управляемость, динамичность, устойчивость, плавность хода, проходимость) образуют следующий уровень иерархии. В свою очередь, каждое из названных свойств также может состоять из некоторого числа еще менее общих характеристик. Например, динамика автомобиля обусловлена разгонными, скоростными, тяговыми и тормозными свойствами, а его проходимость определяется опорными, сцепными свойствами и показателями профильной (геометрической) проходимости, которые располагаются на еще более низком уровне иерархической совокупности свойств.

Эксплуатационные свойства автомобиля отражают объективные особенности его конструкции, проявляются в процессе эксплуатации и характеризуют возможности автомобиля при выполнении основной функции -перевозить грузы и пассажиров.

Суждение о качестве автомобиля должно базироваться на соответствующей системе количественных показателей и характеристик. Совокупность этих измерителей должна обеспечить всестороннюю, полную и объективную оценку всех эксплуатационных свойств автотранспортных средств.

Метод оценки качества конструкции автомобиля по значениям показателей его эксплуатационных свойств предложен в 1928 году академиком Е.А.Чудаковым. В настоящее время номенклатура оценочных показателей эксплуатационных свойств автотранспортных средств и методы их определения устанавливаются государственными (ГОСТ), отраслевыми (ОСТ) и международными стандартами и правилами (стандарты ИСО, правила ЕЭК ООН).

Физический смысл и содержание каждого из указанных эксплуатационных свойств рассмотрены ниже.

Произведем анализ и количественную оценку эксплуатационных свойств автомобиля КрАЗ-7133С4-021.

1. Краткая техническая характеристика автомобиля КрАЗ-7133С4-021

Весовые параметры и нагрузки а/м:

Полная масса, кг 38600

Полная масса, нагрузка на заднюю тележку, кг 25200

Двигатель

Номинальная мощность, кВт / 243 / 2100

при частоте вращения коленчатого вала, об/мин

Максимальный крутящий момент, Нм / 1274 / 1100-1300

при частоте вращения коленчатого вала, об/мин

Коробка передач

Передаточные числа на передачах 1--7,30 / 2--4,86 / 3--3,5 /4--2,48 / 5--2,09 / 6--1,39 / 7--1,0 / 8--0,71 / ЗХ--10,46-2,99

Колеса и шины

Размер шин 12.00 R20

Общие характеристики

Максимальная скорость не менее, км/ч 90

Угол преодолеваемого подъема не менее, % 18

Главная передача

Передаточное отношение 6,154

2. Внешняя скоростная характеристика двигателя

Источником энергии на автомобиле служит двигатель внутреннего сгорания. Величина его мощности зависит от частоты вращения коленчатого вала, количества и состава горючей смеси в цилиндрах, опережения зажигания у карбюраторного двигателя или впрыска у дизеля и т.д. При исследовании динамичности автомобиля изменение мощности рассматривают в зависимости от частоты вращения коленчатого вала, считая, что остальные параметры оптимальные, т.е. используют скоростную характеристику двигателя. Скоростная характеристика графическое изображение зависимости мощности и крутящего момента от частоты вращения коленчатого вала двигателя. Если скоростную характеристику определяют при полном открытии дроссельной заслонки или полной подаче топлива, то ее называют внешней скоростной характеристикой.

Внешнюю скоростную характеристику карбюраторного двигателя снимают при полностью открытой дроссельной заслонке и отключенном ограничителе максимальных оборотов (грузовые автомобили). Во время испытаний частоту вращения коленчатого вала изменяют от минимальной под полной нагрузкой nmin до частоты вращения, на 10% превышающий скоростной режим, который соответствует наибольшей мощности nmax=l,lnN.

Внешнюю скоростную характеристику дизельного двигателя снимают при максимальной подаче топлива и отключенном всережимном регуляторе nmax= nN.

На внешней скоростной характеристике двигателя отмечают следующие характерные точки :

nmin - минимальная устойчивая частота вращения коленчатого вала при полной нагрузке двигателя;

nM - частота вращения коленчатого вала, соответствующая максимальному крутящему моменту двигателя Mmax

nN - частота вращения коленчатого вала при максимальной мощности NN;

Для существующих конструкций автомобильных двигателей отношения nmax/nN колеблются в следующих пределах: 1,10...1,25 -- для карбюраторных двигателей без ограничителя максимальных оборотов; 0,8...1,15 -- для карбюраторных двигателей с ограничителем и 0,9... 1,0 - для дизелей.

Способность двигателя к преодолению кратковременных перегрузок характеризует коэффициент приспособляемости КM) представляющий собой отношение максимального крутящего момента МM к крутящему моменту при максимальной мощности MN

(1)

Между мощностью, крутящим моментом и частотой, вращения коленчатого вала двигателя существует зависимость:

(2)

где -- угловая скорость коленчатого вала, 1/с.

Внешняя скоростная характеристика двигателя может быть рассчитана по эмпирическим зависимостям. Одной из них является формула С. Р. Лейдермана.

Для пользования ею необходимо знать лишь одну точку внешней скоростной характеристики с координатами NN ,nN. Эта формула записывается так:

(3)

где Ne, ne - соответственно текущие значения эффективной мощности и частот вращения коленчатого вала;

 (4)

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

Зная максимальную мощность двигателя Nmax, частоту вращения коленчатого вала при максимальной мощности nN коэффициенты c1, c2 и c3 , можно по формуле (3), задавшись различными значениями nе, рассчитать соответствующие им величины эффективной мощности Ne.

Расчетная часть

Исходные данные:

;

.

Вычислим промежуточные значения :

;

.

Определим крутящий момент при максимальной мощности:

.

Находим коэффициенты запаса по крутящему моменту и числу оборотов:

; ;

.

Подсчитываем значения коэффициентов Лейдермана:

Производим расчет Ne и Me для каждой частоты вращения коленчатого вала и сводим результаты в таблицу:

.

Таблица 1 Результаты расчета внешней скоростной характеристики двигателя автомобиля КрАЗ-7133С4-021

Основные показатели работы двигателя	Частота вращения коленчатого вала n, об/мин
	600	900	1200	1650	2100
Эффективная мощность, кВт	75,32	118,29	160,08	212,82	243,00
Эффективный крутящий момент, Hм	1199,44	1255,77	1274,55	1232,30	1105,55

Вычисляем погрешность определения крутящего момента:

По данным таблицы строим график внешнюю скоростную характеристику (рисунок 1).



Рисунок 1 Внешняя скоростная характеристика двигателя автомобиля КрАЗ-7133С4-021

3. Тяговая характеристика автомобиля. Тяговый баланс

Тяговой характеристикой называют зависимость тягового усилия на ведущих колесах от скорости автомобиля, построенную для всех его передач. Тяговая характеристика определяется расчетным или экспериментальным путем. Исходной точкой служит внешняя скоростная характеристика двигателя. Так как она определяется при полном открытии дроссельной заслонки или полной подаче топлива (дизели) на установившихся режимах, то и тяговая характеристика будет соответствовать установившимся режимам и максимальным тяговым возможностям автомобиля.

По величинам эффективных крутящих моментов по формуле

(10)

находят тяговые усилия на ведущих колесах, а по частоте вращения коленчатого вала рассчитывают соответствующие скорости автомобиля

(11)

где ik - передаточное число коробки передач; i0 - передаточное число главной передачи; - механический КПД трансмиссии; rk - радиус качения колеса (кинематический). В нормальных условиях эксплуатации на дорогах с твердым покрытием пробуксовка и скольжение колес сравнительно невелики, и радиусы колеса статический, динамический и кинематический практически мало отличаются друг от друга. Поэтому для расчетов, не требующих большой точности, берут некоторые средние величины радиуса колеса, который называют рабочим или просто радиусом колеса. Этот радиус, обозначенный через rk, вычисляют по формуле

(12)

где -- коэффициент деформации шины;

г0 -- свободный радиус

(13)

где d0 -- посадочный диаметр шины на диск;

Нш -- высота профиля шины.

Дифференциальное уравнение движения автомобиля является его тяговым балансом, связывающим силы движущие с силами сопротивлений.

(14)

где -- сила сопротивления качению автомобиля;

-- сила сопротивления подъему;

-- сила сопротивления воздушной среды;

-- сила инерции.

Сила сопротивления качению автомобиля по горизонтальной дороге

, (15)

а при подъеме.

(16)

где Ga -- сила тяжести автомобиля (полная);

f -- коэффициент сопротивления качению автомобиля; его принимают одинаковым для всех колес автомобиля;

-- продольный угол подъема.

Уклон дороги дополнительно вызывает силу сопротивления подъему

(17)

Сумма сил и определяет сопротивление дороги

(18)

Величину называют коэффициентом сопротивления дороги, т.е.

(19)

При движении автомобиль воспринимает давление воздушного потока в виде силы . С целью упрощения расчетов силу сопротивления воздуха определяют с помощью эмпирической зависимости

(20)

где Ка -- коэффициент обтекаемости автомобиля, зависящий от формы и качества отделки поверхности, Н с2/м4

F -- лобовая площадь автомобиля, м

Лобовая площадь автомобиля определяется с помощью следующих приближенных зависимостей: для грузовых автомобилей и автобусов

F = ВНа (21)

где В -- колея автомобиля

На -- наибольшая (габаритная) высота автомобиля

При расчетах Va (м/с) и Рк (Н) на различных передачах вместо iK в формулах (4) и (5) ставят передаточные числа коробки передач, соответствующие рассчитываемым передачам, т.е.

Расчетная часть

Передаточное число главной передачи .

КПД трансмиссии .

Полная масса автомобиля .

Тип шин и свободный радиус колеса:

.

Коэффициент деформации шины .

Кинематический радиус качения колеса:

.

Определяем скорости движения автомобиля и тяговые усилия на ведущих колесах, соответствующие частотам вращения коленчатого вала двигателя и передаточным числам трансмиссии:

I-я передача :

;

.

Аналогично производим расчет для остальных частот вращения коленчатого вала двигателя и передаточных чисел трансмиссии. Полученные результаты заносим в таблицу.

Таблица 2 Результаты расчета тяговой характеристики автомобиля КрАЗ-7133С4-021

ne, мин-1	Ме, Нм	I-я i1 = 7,3	II-я i2 = 4,86	III-я i3 = 3,5	IV-я i4 = 2,48
		VIa, м/с	PIk, H	VIIa, м/с	PIIk, H	VIIIa, м/с	PIIIk, H	VIVa, м/с	PIVk, H
600	1199,44	0,74	86278	1,11	57440	1,55	41366	2,18	29311
900	1255,77	1,11	90330	1,67	60137	2,32	43309	3,28	30687
1200	1274,55	1,48	91680	2,23	61037	3,10	43956	4,37	31146
1650	1232,30	2,04	88641	3,07	59013	4,26	42499	6,01	30114
2100	1105,55	2,60	79524	3,90	52943	5,42	38128	7,65	27016
ne, мин-1	Ме, Нм	V-я i5 = 2,09	VI-я i6 = 1,39	VII-я i7 = 1	VIII-я i8 = 0,71
		VVa, м/с	PVk, H	VVIa, м/с	PVIk, H	VVIIa, м/с	PVIIk, H	VVIIIa, м/с	PVIIIk, H
600	1199,44	2,59	24701	3,90	16428	5,42	11819	7,63	8391
900	1255,77	3,89	25862	5,85	17200	8,13	12374	11,44	8785
1200	1274,55	5,18	26248	7,79	17457	10,83	12559	15,26	8917
1650	1232,30	7,13	25378	10,72	16878	14,90	12143	20,98	8621
2100	1105,55	9,07	22768	13,64	15142	18,96	10894	26,70	7735

Рассчитываем сопротивление дороги, задавшись условиями:

, ;

, .

Силы сопротивления качению автомобиля:

;

.

Силы сопротивления подъему:

;

.

Силы сопротивления дороги:

;

.

Вычисляем силу сопротивления воздушной среды.

Лобовая площадь автомобиля:

.

Коэффициент обтекаемости автомобиля:

.

Находим значения силы сопротивления воздушной среды для стандартных скоростей по формуле

,

и заносим данные в таблицу.

Таблица 3 Силы сопротивления воздушной среды на различных скоростях движения автомобиля

Va = 0 м/с	= 0 Н
Va = 5 м/с	= 171,5 Н
Va = 10 м/с	= 686 Н
Va = 15 м/с	= 1543,5 Н
Va = 20 м/с	= 2744 Н
Va = 25 м/с	= 4287,5 Н
Va = 30 м/с	= 6174 Н

По данным таблиц 2 и 3 строим тяговую характеристику (рисунок 2).



Рисунок 2 Тяговая характеристика автомобиля КрАЗ-7133С4-021

По графику определяем: максимальная скорость автомобиля при дорожных условиях , не более 24,58 м/с (88,5 км/ч) на VIII-й передаче. При дорожных условиях , максимальная скорость автомобиля не более 4,8 м/с (17,3 км/ч) на IV-й передаче.

Погрешность при определении максимальной скорости:

4. Динамический фактор и динамическая характеристика

Для сравнения динамичности автомобилей, имеющих различные массы академик Е.А. Чудаков, предложил пользоваться динамическим фактором

(22)

где D -- динамический фактор.

Определив из уравнения

(22')

разность и имея в виду, что , подставим ее в формулу (5)

(23)

Из (23) следует, что динамический фактор представляет собой удельную силу тяги, идущую на преодоление силы суммарного сопротивления дороги и силы инерции . При установившемся движении (dV/dt = 0) динамический фактор равен коэффициенту суммарного сопротивления дороги

(24)

Динамический фактор обычно выражают правильной дробью, но можно выразить и в процентах. В последнем случае результат умножают на 100.

Зависимость динамического фактора от скорости при полном открытии дроссельной заслонки или при полной подаче топлива (дизель), представленную для всех передач, называют динамической характеристикой автомобиля.

Определение максимального подъема, преодолеваемого автомобилем. Выше указывалось, что максимальный подъем преодолевается автомобилем при установившейся скорости, раиной критической , и максимальном динамическом факторе Dmax. Подставив в (24) Dmax и получим тригонометрическое уравнение, решение которого даст значение

или .

Возведя в квадрат левую и правую части последнего уравнения, после преобразования получим тригонометрическое квадратное уравнение

. (25)

Его решение

. (26)

При небольших углах подъема можно принять, что , а Тогда

. (27)

Влияние полезной нагрузки на динамический фактор. Формула (22) определяет динамический фактор при полной нагрузке. Если полезная нагрузка уменьшится, то вес автомобиля Gx также уменьшится, а динамический фактор увеличится:

(22")

где Dx -- новое значение динамического фактора, соответствующее другому весу автомобиля Gx. Формулу (22") можно преобразовать к виду

(28)

Таким образом, динамический фактор Dx при частичной полезной нагрузке прямо пропорционален динамическому фактору D и весу автомобиля при полной нагрузке и обратно пропорционален весу автомобиля при частичной нагрузке.

Расчетная часть

Рассчитываем силы сопротивления воздушной среды для вычисленных скоростей автомобиля на всех передачах переднего хода и определяем для каждого случая динамический фактор:

;

.

Определяем дорожные условия и :

, ; ;

, ; .

Таблица 4 Результаты расчета динамической характеристики автомобиля КрАЗ-7133С4-021

ne, мин-1	Ме, Нм	I-я i1 = 7,3	II-я i2 = 4,86
		VIa, м/с	PIk, H	PIщ, H	D	VIIa, м/с	PIIk, H	PIIщ, H	D
600	1199,44	0,74	86278	3,78	0,327	1,11	57440	8,52	0,218
900	1255,77	1,11	90330	8,50	0,342	1,67	60137	19,18	0,228
1200	1274,55	1,48	91680	15,11	0,347	2,23	61037	34,09	0,231
1650	1232,30	2,04	88641	28,57	0,336	3,07	59013	64,46	0,223
2100	1105,55	2,60	79524	46,28	0,301	3,90	52943	104,41	0,200
ne, мин-1	Ме, Нм	III-я i3 = 3,5	IV-я i4 = 2,48
		VIIIa, м/с	PIIIk, H	PIIIщ, H	D	VIVa, м/с	PIVk, H	PIVщ, H	D
600	1199,44	1,55	41366	16,43	0,157	2,18	29311	32,73	0,111
900	1255,77	2,32	43309	36,98	0,164	3,28	30687	73,65	0,116
1200	1274,55	3,10	43956	65,74	0,166	4,37	31146	130,93	0,118
1650	1232,30	4,26	42499	124,28	0,161	6,01	30114	247,54	0,113
2100	1105,55	5,42	38128	201,32	0,144	7,65	27016	400,98	0,101
ne, мин-1	Ме, Нм	V-я i5 = 2,09	VI-я i6 = 1,39
		VVa, м/с	PVk, H	PVщ, H	D	VVIa, м/с	PVIk, H	PVIщ, H	D
600	1199,44	2,59	24701	46,09	0,093	3,90	16428	104,20	0,062
900	1255,77	3,89	25862	103,70	0,098	5,85	17200	234,45	0,064
1200	1274,55	5,18	26248	184,36	0,099	7,79	17457	416,79	0,065
1650	1232,30	7,13	25378	348,55	0,095	10,72	16878	788,00	0,061
2100	1105,55	9,07	22768	564,59	0,084	13,64	15142	1276,42	0,053
ne, мин-1	Ме, Нм	VII-я i7 = 1,00	VIII-я i8 = 0,71
		VVIIa, м/с	PVIIk, H	PVIIщ, H	D	VVIIIa, м/с	PVIIIk, H	PVIIIщ, H	D
600	1199,44	5,42	11819	201,32	0,044	7,63	8391	399,37	0,030
900	1255,77	8,13	12374	452,97	0,045	11,44	8785	898,57	0,030
1200	1274,55	10,83	12559	805,28	0,045	15,26	8917	1597,47	0,028
1650	1232,30	14,90	12143	1522,49	0,040	20,98	8621	3020,21	0,021
2100	1105,55	18,96	10894	2466,18	0,032	26,70	7735	4892,24	0,011

По данным таблицы строим динамическую характеристику автомобиля (рисунок 3).



Рисунок 3 Динамическая характеристика автомобиля КрАЗ-7133С4-021

Задача 1. Определение скорости установившегося движения и передачи, на которой возможно движение, при заданных дорожных условиях.

При дорожных условиях возможно движение автомобиля на VIII-й передаче со скоростью не более 24,58 м/с (88,5 км/ч).

При дорожных условиях возможно движение автомобиля на IV-й передаче со скоростью не более 4,8 м/с (17,3 км/ч).

Задача 2. Определение передачи и дорожных условий, при которых возможно движение со скоростью 60 км/ч.

При скорости 60 км/ч возможно движение на VII-й передаче при дорожных условиях и на VIII-й передаче при дорожных условиях .

Задача 3.Определение максимального подъема, преодолеваемого автомобилем на каждой из передач.

Вычисляем значение углов подъема для каждой передачи и заносим полученные данные в таблицу:

.

Таблица 5 Максимальные углы подъема, преодолеваемые автомобилем на каждой из передач

Передача	Dmax	, градусы
I	0,347	19,48
II	0,231	12,52
III	0,166	8,73
IV	0,118	5,90
V	0,099	4,82
VI	0,065	2,86
VII	0,045	1,71
VIII	0,030	0,87

5. Ускорение, время и путь разгона

Ранее динамичность оценивалась в основном при установившемся движении. Однако, движение автомобиля в городе с постоянной скоростью составляет около 20... 40%, а движение накатом и торможение занимают 30... 40%.

Ускорение. Его можно определить из уравнения (22') и (23): чем выше ускорение, тем больше при прочих равных условиях, средняя скорость. Чтобы выявить максимальные возможности автомобиля при разгоне, ускорения рассчитывают для горизонтальной дороги хорошего качества (). С учётом последнего замечания из (22') и (23) получим соответственно ускорения:

(29)

. (30)

Ускорения автомобиля прямо пропорциональны тяговому усилию на ведущих колесах (или динамическому фактору) и обратно пропорциональны силам сопротивления движению и коэффициенту учета вращающихся масс . Коэффициент больше на низших передачах, и поэтому снижение ускорений на этих передачах значительнее, чем на высших.

Зависимость ускорений от скорости автомобиля для всех передач при полном открытии дроссельной заслонки или полной подаче топлива (дизель) называют графиком ускорений. Его общий вид аналогичен динамической характеристике. Однако взаимное расположение кривых несколько иное, так как коэффициент учета вращающихся масс 8 для разных передач имеет различное значение. Ввиду этого может оказаться, что кривая ускорения на второй передаче будет расположена выше, чем кривая, соответствующая первой передаче.

Ускорения, рассчитанные по формулам (29) и (30) будут несколько отличаться от действительных ускорений автомобиля. Дело в том, что расчет ускорений производят по статическим характеристикам двигателя. Действительные характеристики двигателя при разгоне отличаются от статических. Снижение мощности двигателя может достигать 7 -- 8%.

Абсолютные значения ускорений грузовых автомобилей находятся в следующих пределах: на I передаче - 1,7... 2,0 м/с2; на прямой-0,35... 0,50 м/с2.

При отсутствии данных по величинам моментов инерции коэффициент вычисляют по приближенной формуле:

, (31)

где , .

Время разгона автомобиля. Ускорение автомобиля полностью определяет его способность к быстрому разгону. Однако для сравнения динамики разгона различных автомобилей более наглядное представление1 дают графики времени и пути разгона. Время разгона, выраженное в секундах, есть то время, в течение которого автомобиль увеличивает скорость в заданных пределах. Путь разгона, выраженный в метрах, есть тот путь, который автомобиль проходит при увеличении скорости в заданных пределах.

Последовательность расчёта времени разгона автомобиля:

1. В качестве исходных данных принимаем скорости Va и ускорения j, определенные при построении тяговой характеристики (таблица 2) и графика ускорений (таблица 6).

2. Определяем изменение скорости в интервале:

. (32)

3. Среднее значение ускорения в интервале:

. (33)

4. Время изменения скорости на каждом интервале:

. (34)

Затраты времени на переключение для коробки передач с синхронизаторами - 0,2 с;

5. Среднее значение скорости в интервале:

. (35)

6. Приращение пути на каждом интервале:

. (36)

По результатам расчетов строится график времени разгона. Кривую времени разгона на первой передаче начинают от минимальной устойчивой скорости Vmin, хотя в действительности начальная скорость автомобиля равна нулю. Разгон автомобиля от Va = 0 до Vmin происходит при буксующем сцеплении. Время разгона от 0 до Vmin сравнительно мало, и расчет его представляет значительные трудности, поэтому им обычно пренебрегают и предполагают, что разгон автомобиля начинается с минимальной устойчивой скорости Vmin.

Расчетная часть

Определяем значения ускорений на каждой из передач:

.

Вычисляем величины, обратные ускорениям:

.

Полученные значения сводим в таблицу.

Таблица 6 Результаты расчета ускорений автомобиля КрАЗ-7133С4-021

ne, мин-1	Ме, Нм	I-я i1 = 7,3	дI= 3,71	II-я i2 = 4,86	дII= 2,23
		VIa, м/с	DI	jI, м/с2	1/jI, с2/м	VIIa, м/с	DII	jII, м/с2	1/jII, с2/м
600	1199,44	0,74	0,327	0,82	1,23	1,11	0,218	0,88	1,14
900	1255,77	1,11	0,342	0,86	1,17	1,67	0,228	0,92	1,08
1200	1274,55	1,48	0,347	0,87	1,15	2,23	0,231	0,94	1,07
1650	1232,30	2,04	0,336	0,84	1,19	3,07	0,223	0,90	1,11
2100	1105,55	2,60	0,301	0,75	1,34	3,90	0,200	0,80	1,25
ne, мин-1	Ме, Нм	III-я i3 = 3,5	дIII= 1,66	IV-я i4 = 2,48	дIV= 1,36
		VIIIa, м/с	DIII	jIII, м/с2	1/jIII, с2/м	VIVa, м/с	DIV	jIV, м/с2	1/jIV, с2/м
600	1199,44	1,55	0,157	0,82	1,22	2,18	0,111	0,67	1,49
900	1255,77	2,32	0,164	0,86	1,16	3,28	0,116	0,71	1,41
1200	1274,55	3,10	0,166	0,88	1,14	4,37	0,118	0,72	1,39
1650	1232,30	4,26	0,161	0,84	1,19	6,01	0,113	0,69	1,45
2100	1105,55	5,42	0,144	0,74	1,35	7,65	0,101	0,60	1,67
ne, мин-1	Ме, Нм	V-я i5 = 2,09	дV = 1,27	VI-я i6 = 1,39	дVI = 1,15
		VVa, м/с	DV	jV, м/с2	1/jV, с2/м	VVIa, м/с	DVI	jVI, м/с2	1/jVI, с2/м
600	1199,44	2,59	0,093	0,58	1,71	3,90	0,062	0,38	2,66
900	1255,77	3,89	0,098	0,62	1,62	5,85	0,064	0,40	2,52
1200	1274,55	5,18	0,099	0,62	1,60	7,79	0,065	0,40	2,51
1650	1232,30	7,13	0,095	0,59	1,68	10,72	0,061	0,37	2,72
2100	1105,55	9,07	0,084	0,51	1,95	13,64	0,053	0,30	3,38
ne, мин-1	Ме, Нм	VII-я i7 = 1,00	дVII = 1,10	VIII-я i8 = 0,71	дVIII = 1,08
		VVIIa, м/с	DVII	jVII, м/с2	1/jVII, с2/м	VVIIIa, м/с	DVIII	jVIII, м/с2	1/jVIII, с2/м
600	1199,44	5,42	0,044	0,23	4,31	7,63	0,030	0,11	8,92
900	1255,77	8,13	0,045	0,24	4,13	11,44	0,030	0,11	9,22
1200	1274,55	10,83	0,045	0,24	4,22	15,26	0,028	0,09	11,26
1650	1232,30	14,90	0,040	0,20	5,04	20,98	0,021	0,03	33,98
2100	1105,55	18,96	0,032	0,12	8,05	26,70	0,011	-0,07	-15,16

По данным таблицы строим график ускорений (рисунок 4).



Рисунок 4 График ускорений автомобиля КрАЗ-7133С4-021

Наибольшим ускорением автомобиль обладает на II-й передаче. Графики времени и пути разгона до 80 км/ч будем строить начиная именно с этой передачи.

Рассчитываем для каждой передачи изменение скорости , среднее значение ускорения , время изменения скорости , среднее значение скорости , приращение пути :

;

;

;

;

.

Полученные результаты заносим в таблицу.

Таблица 7 Результаты расчета времени и пути разгона автомобиля КрАЗ-7133С4-021 до скорости 80 км/ч

ne, мин-1	Ме, Нм	II-я i2 = 4,86 дII = 2,23
		VIIa, м/с	jII, м/с2	?V, м/с	jcp, м/с	?t, c	Vcp, м/с	?S, м
600	1199,44	1,11	0,88	0,56	0,90	0,62	1,39	0,86
900	1255,77	1,67	0,92	0,56	0,93	0,60	1,95	1,17
1200	1274,55	2,23	0,94	0,84	0,92	0,91	2,65	2,41
1650	1232,30	3,07	0,90	0,84	0,85	0,98	3,48	3,42
2100	1105,55	3,90	0,80	--	--	--	--	--
ne, мин-1	Ме, Нм	III-я i3 = 3,5 дIII = 1,66
		VIIIa, м/с	jIII, м/с2	?V, м/с	jcp, м/с	?t, c	Vcp, м/с	?S, м
600	1199,44	1,55	0,82	0,77	0,84	0,92	1,93	1,78
900	1255,77	2,32	0,86	0,77	0,87	0,89	2,71	2,41
1200	1274,55	3,10	0,88	1,16	0,86	1,35	3,68	4,97
1650	1232,30	4,26	0,84	1,16	0,79	1,47	4,84	7,09
2100	1105,55	5,42	0,74	--	--	--	--	--
ne, мин-1	Ме, Нм	IV-я i4 = 2,48 дIV = 1,36
		VIVa, м/с	jIV, м/с2	?V, м/с	jcp, м/с	?t, c	Vcp, м/с	?S, м
600	1199,44	2,18	0,67	1,09	0,69	1,58	2,73	4,32
900	1255,77	3,28	0,71	1,09	0,71	1,53	3,82	5,85
1200	1274,55	4,37	0,72	1,64	0,70	2,33	5,19	12,08
1650	1232,30	6,01	0,69	1,64	0,64	2,55	6,83	17,38
2100	1105,55	7,65	0,60	--	--	--	--	--
ne, мин-1	Ме, Нм	V-я i5 = 2,09 дV = 1,27
		VVa, м/с	jV, м/с2	?V, м/с	jcp, м/с	?t, c	Vcp, м/с	?S, м
600	1199,44	2,59	0,58	1,30	0,60	2,16	3,24	7,00
900	1255,77	3,89	0,62	1,30	0,62	2,09	4,54	9,48
1200	1274,55	5,18	0,62	1,94	0,61	3,19	6,16	19,63
1650	1232,30	7,13	0,59	1,94	0,55	3,52	8,10	28,48
2100	1105,55	9,07	0,51	--	--	--	--	--
ne, мин-1	Ме, Нм	VI-я i6 = 1,39 дVI = 1,15
		VVIa, м/с	jVI, м/с2	?V, м/с	jcp, м/с	?t, c	Vcp, м/с	?S, м
600	1199,44	3,90	0,38	1,95	0,39	5,05	4,87	24,62
900	1255,77	5,85	0,40	1,95	0,40	4,91	6,82	33,46
1200	1274,55	7,79	0,40	2,92	0,38	7,63	9,26	70,63
1650	1232,30	10,72	0,37	2,92	0,33	8,81	12,18	107,35
2100	1105,55	13,64	0,30	--	--	--	--	--
ne, мин-1	Ме, Нм	VII-я i7 = 1 дVII = 1,10
		VVIIa, м/с	jVII, м/с2	?V, м/с	jcp, м/с	?t, c	Vcp, м/с	?S, м
600	1199,44	5,42	0,23	2,71	0,24	11,42	6,77	77,32
900	1255,77	8,13	0,24	2,71	0,24	11,31	9,48	107,21
1200	1274,55	10,83	0,24	4,06	0,22	18,68	12,87	240,30
1650	1232,30	14,90	0,20	4,06	0,16	25,18	16,93	426,34
2100	1105,55	18,96	0,12	--	--	--	--	--
ne, мин-1	Ме, Нм	VIII-я i8 = 0,71 дVIII = 1,08
		VVIIIa, м/с	jVIII, м/с2	?V, м/с	jcp, м/с	?t, c	Vcp, м/с	?S, м
600	1199,44	7,63	0,11	3,81	0,11	34,60	9,54	329,95
900	1255,77	11,44	0,11	3,81	0,10	38,67	13,35	516,38
1200	1274,55	15,26	0,09	5,72	0,06	96,78	18,12	1753,72
1650	1232,30	20,98	0,03	5,72	-0,02	-313,28	23,84	7469,65
2100	1105,55	26,70	-0,07	--	--	--	--	--

Принимая во внимание, что на переключение передач затрачивается время , за которое автомобиль преодолевает путь строим графики времени (рисунок 5) и пути (рисунок 6) разгона автомобиля.

Как видно из графиков, при разгоне до 80 км/ч автомобиль КрАЗ-7133С4-021 проходит путь 1459м за 120с.



Рисунок 5 График времени разгона автомобиля КрАЗ-7133С4-021



Рисунок 6 График пути разгона автомобиля КрАЗ-7133С4-021

6. Топливно-экономическая характеристика

Топливно-экономической характеристикой автомобиля называется зависимость путевого расхода топлива от скорости установившегося движения автомобиля при различных коэффициентах суммарного сопротивления дороги.

Расход топлива на 100 км пути (кг) рассчитывается по формуле:

, (37)

где Qt - часовой расход топлива г/кВт час.

По методике профессора Н.А. Яковлева Qt находят с использованием безразмерных характеристик, представляющих собой зависимости

Q1/Qmax от ne/nN и Qt /Q1 от нагрузки Рс/Рк. Здесь Q1 - текущее значение часового расхода при полном открытии дроссельной заслонки и при различных частотах вращения коленчатого вала, кг/час; Qmax - часовой расход топлива при полном открытии дроссельной заслонки, соответствующий максимальной частоте вращения коленчатого вала двигателя; Qt - текущее значение часового расхода топлива.

Задавшись минимальным удельным расходом ge min, рассчитывают максимальный часовой расход, кг/час:

, (38)

Далее расчет ведут следующим образом:

1. Задаваясь различными условиями движения (ш, Va), определяют нагрузку двигателя Рс/Рк.

2. Вычисляют отношения частот вращения ne/nN для тех же условий движения.

3. По отношениям ne/nN из графика Q1/Qmax = f(ne/nN) находят величину Q1/Qmax.

4. По отношениям Рс/Рк из графика Qt /Q1 = f(Рс/Рк) находят величину Qt /Q1.

5. По значению Qmax и отношения Q1/Qmax находят Q1, а затем по Qt /Q1 находят Qt.

6. Имея величину часовых расходов Qt для разных условий движения, по формуле (37) вычисляют расходы топлива на 100 км пути.

Для VII-й передачи, при ш = 0,015, ne= 600 об/мин, nN= 2100 об/мин, Va = 19,50 км/час, Pk = 11819Н, Pщ = 201,32Н находим:

Pш = Ga · ш = 38600 · 0,015 = 3958,335Н;

Pc = Pш+ Pщ = 3958,335+ 201,32 = 4159,66 Н;

Рс/Рк =4159,66/11819 = 0,352;

кг/час;

По графику

Q1/Qmax = f(ne/nN) при ne/nN = 0,286, Q1/Qmax = 0,27;

Q1 = Q1/Qmax · Qmax = 0,27 · 64,152 = 17,32 кг/час;

По графику

Qt /Q1 = f(Рс/Рк) при Рс/Рк = 0,352, Qt /Q1 = 0,45;

Qt = Qt /Q1 · Q1 = 0,45 · 17,32 = 7,79 кг/час;

кг/100 км.

Все расчеты сведем в таблицу 8 и построим топливно - экономическую характеристику автомобиля (рисунок 7).



Рисунок 7 Топливно-экономическая характеристика автомобиля КрАЗ-7133С4-021.

7. Тормозная динамика

Тормозные свойства -- способность автомобиля быстро снижать скорость вплоть до полной остановки. Тормозные свойства существенно влияют на среднюю скорость. Чем надежнее тормозная система, тем с большей скоростью может двигаться автомобиль при прочих равных условиях, тем выше его средняя скорость. Тормозные свойства тесно связаны с безопасностью движения, и потому ухудшение их недопустимо на любом периоде эксплуатации автомобилей.

В качестве измерителей тормозных свойств служат замедление , время и путь торможения.

При торможении автомобиля с отключенным двигателем замедление определяется по формуле:

, (39)

Где -- тормозная сила;

-- коэффициент учета вращающихся масс автомобиля при движении накатом.

Если торможение осуществляют с наибольшей интенсивностью (), то можно пренебречь силами и , а также , тогда

, (40)

Где -- коэффициент сцепления шины с дорогой (максимальный).

;

;

;

.

Время торможения при наибольшей интенсивности затормаживания определяют на основе формулы:

; (41)

при торможении до полной остановки ():

, (42)

где -- скорости автомобиля соответственно в начале и конце торможения, м/с.

.

Путь торможения , определяют из дифференциального выражения для пути:

, (43)

при торможении до полной остановки ():

. (44)

Действительные показатели торможения хуже тех, которые дают формулы. Чтобы приблизить результаты расчетов к экспериментальным данным, Д.П.Великанов предложил ввести в расчетные формулы коэффициент эффективности торможения Кэ. Тогда

. (45)

Для грузовых автомобилей и автобусов .

Остальные расчетные данные сведены в таблицу 8.

Выражение (45) позволяет рассчитать величину тормозного пути для случая, когда колеса автомобиля полностью заторможены. Действительный остановочный тормозной путь будет больше.

Время , от момента появления препятствия до момента прикосновения ноги водителя к педали тормоза называют временем реакции водителя. Оно зависит от физиологического состояния водителя и степени его тренированности. Это время составляет 0,5... 1,5с .

Время от момента соприкосновения ноги водителя с педалью тормоза до начала действия тормозов, т.е. до появления замедления автомобиля, называют временем запаздывания тормозного привода. Оно зависит от величины зазоров в тормозном приводе и механизмах, деформации деталей привода и рабочего агента (тормозной жидкости или воздуха). Для гидравлического привода , для пневматического , а при длинных воздухопроводах (автопоезда) значительно больше.

Время от появления замедления до его максимального значения, зависит в основном от величины зазора между тормо...