Тяговый расчет автомобиля

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки России

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления

(ФГБОУ ВПО «ВСГУТУ»)

Курсовая работа

по дисциплине: «Теория автомобиля»

на тему: «Тяговый расчет автомобиля».

Выполнил: Котов П.А.

Проверил: Быков А.В.

Улан-Удэ 2013

Содержание

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

Список используемой литературы

Введение

Целью курсовой работы является закрепление знаний по основным разделам курса “Теория автомобиля”, а также привитие навыков самостоятельного исследования эксплуатационных свойств автотранспортных средств. В процессе выполнения курсовой работы студенты знакомятся с характеристиками и параметрами автомобилей, анализируют характер изменения эксплуатационных качеств в зависимости от дорожных, нагрузочных и конструктивных условий.

1. Построение внешней скоростной характеристики автомобильного двигателя

автомобиль двигатель скоростной разгон

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

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

, [кВт] (1.1)

где: Ne max - максимальная эффективная мощность двигателя, берётся из таблицы 8.1 методического пособия и равно 69,7[кВт];

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

nN - частота вращения при максимальной мощности = 4500 [об/мин].из таблицы 8.1 “Варианты заданий.”

Коэффициенты а, b, с для бензинового двигателя равны 1 из методического пособия .

Чтобы воспользоваться формулой Лейдермана, необходимо определить значения наименьшей устойчивой - ne min , и максимальной - ne max, частот вращения коленчатого вала двигателя. Наименьшую, устойчивую частоту вращения коленчатого вала бензинового двигателя следует принять равной - ne min = 0,13/ nN =0,13· 4500 = 585=600 [об/мин].

Максимальную частоту вращения коленчатого вала бензинового двигателя следует принять равной - ne max = 1,2/ nN= 1,2 · 4500 = 5400=5400 [об/мин]. С целью облегчения расчетов, полученные значения ne min и ne max следует округлить до ближайшей сотни об/мин.

Для получения зависимости Ne = f(ne), весь диапазон частот вращения коленчатого вала двигателя от ne min до ne max следует разбить примерно на 10 значений. Для каждого значения ne , с использованием уравнения Лейдермана, необходимо определить значения эффективной мощности двигателя Ne по формуле (1.1) и занести результаты расчетов в первую строку таблицы 1.2.

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

Ne = 0,9/Ne, [кВт]. (1.2)

Для каждого значения ne , необходимо определить значения мощности двигателя нетто Ne по формуле (1.2) и занести результаты расчетов во вторую строку таблицы 1.2.

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

, [Н/м]. (1.3)

Для каждого значения ne , необходимо определить значения эффективного крутящего момента двигателя Мe по формуле (1.3) и занести результаты расчетов в третью строку таблицы 1.2.

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

Мe = 0,9 / Мe , [Н/м] (1.4)

Для каждого значения ne , необходимо определить крутящий момент нетто - Мe по формуле (1.4) и занести результаты расчетов в четвертую строку таблицы 1.2.

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

, [г / кВт/ч] (1.5)

где: ge min - минимальный удельный расход топлива =307 [г / кВт/ч].

Для каждого значения ne , необходимо определить удельный расход топлива двигателя ge по формуле (1.5) и занести результаты расчетов в пятую строку таблицы 1.2.

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] (1.6)

Полученные результаты расчета занесем в таблицу 1.2.

Таблица 1.2 Параметры внешней скоростной характеристики двигателя, марки ЗМЗ-402

Параметры внешней скоростной хар-ки двигателя	Значения частот вращения ne , [об/мин]
	ne min600	1000	1500	2000	2500	3000	3500	4000	4500	5400
Ne, [кВт]	10,41	18,24	28,52	38,79	48,49	57,04	63,85	68,37	70,00	63,84
Ne, [кВт]	9,37	16,42	25,67	34,91	43,64	51,33	57,47	61,53	63,00	57,46
Me, [Н/м]	165,72	174,23	181,57	185,24	185,24	181,57	174,23	163,23	148,56	112,90
Me, [Н/м]	149,15	156,81	163,41	166,71	166,71	163,41	156,81	146,90	133,70	101,61
ge,[г/кВт/час]	324,74	301,69	279,71	265,31	258,49	259,24	267,58	283,50	307,00	368,40
GТ, [кг/час]	3,38	5,50	7,98	10,29	12,53	14,79	17,09	19,38	21,49	23,52

Далее, на основе результатов расчетов таблицы 1.2, строим графики внешней скоростной характеристики двигателя. На графике внешней скоростной характеристики отмечаем:

Максимальная мощность нетто - Ne, [кВт];

Максимальный крутящий момент нетто - Me, [Н/м];

Минимальный удельный расход топлива - ge min, [г / кВт/ч];

Частоты ne вращения коленчатого вала двигателя, соответствующие:

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

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

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



2. Тяговый баланс автомобиля

Тяговый баланс автомобиля - это совокупность графиков зависимостей силы тяги на ведущих колесах Fк, [Н] (на различных передачах), а также суммы сил сопротивления качению Ff, [Н] и воздуха Fw, [Н], от скорости движения автомобиля Va, [км/ ч].

Графики сил тяги на колесах автомобиля - Fк i = f (Va) строят для всех ступеней - i в основной коробке передач.

Расчет сил тяги на колесах для каждой передачи - Fк i производится по формуле:

, [Н] (2.1)

где: ТР - коэффициент полезного действия трансмиссии;

UТР - передаточное число трансмиссии;

rк - радиус качения колеса, [м].

Передаточное число трансмиссии автомобиля определяется для каждой ступени коробки передач как произведение:

UТР = UКПП / UРК / UГП (2.2)

где : UКПП - передаточное число коробки перемены передач;

UРК - передаточное число раздаточной коробки или делителя;

UГП - передаточное число главной передачи.

Значения: UКПП , UГП берем из таблицы 8.4 методического пособия.

1 передача: UТР1 =3,5 · 4,1 =14,35 ;

2 передача: UТР2=2,26 ·4,1 = 9,266 ;

3 передача : UТР3=1,45 · 4,1 = 5,945 ;

4 передача : UТР4=1 · 4,1 = 4,1.

При расчетах радиусов качения колес, в качестве исходных данных, используют статический радиус - rстат, который определяется на основании таблицы 8.3. и равен 0,31 м. При этом следует учитывать, что радиус качения rк обычно несколько больше статического и определяется индивидуально для диагональных и радиальных шин. Для дальнейших расчетов принимаем радиус качения колеса с радиальной шиной.

Радиус качения колеса с радиальной шиной:

rк = 1,04 / rстат = 1,04 · 0,31 = 0,32 [м] ;

КПД трансмиссии автомобиля определяется для каждой ступени коробки передач 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 Nк - подводимая к ведущим колесам автомобиля, меньше мощности развиваемой двигателем - Ne' на величину вышеперечисленных потерь - NТP. Таким образом, величина NТP - 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 = 0,98К /0,97L/ 0,99M (2.4)

где: K - число пар цилиндрических шестерен в трансмиссии автомобиля, через которые передается крутящий момент на 1-ой,2-ой,3-ей,4-ой передаче равной для заданного автомобиля Газ 3110 Волга;

L - число пар конических или гипоидных шестерен равной для заданного автомобиля Газ 3110 Волга;

M - число карданных шарниров.

Следует помнить, что КПД трансмиссии - тр следует определять для каждой i - той передачи коробки перемены передач.

1 передача :тр1=0,98^2* 0,97*0.99^2=0,91

2 передача: :тр1=0,98^2* 0,97*0.99^2=0,91,

3 передача: :тр1=0,98^2* 0,97*0.99^2=0,91

4 передача: :тр1=1* 0,97*0.99^2=0.95

Расчеты зависимостей силы тяги на колесах автомобиля, от его скорости Fк i = f(Va), выполняют с использованием выражения (2.1). При этом, значения крутящего момента двигателя нетто - Мe' берутся из таблицы 1.2 внешней скоростной характеристики двигателя для каждого значения частоты вращения ne коленчатого вала. Причем, для тех же значений частот вращения ne, рассчитывают скорость движения автомобиля на всех передачах по формуле:

, [км/ ч] (2.5)

Значения силы тяги на колесах и скорости автомобиля, рассчитанные для каждой передачи заносят в таблицы 2.1 , 2.2 , 2.3 ,2.4 соответственно.

Таблица 2.1 Значения силы тяги на колесах и скорости автомобиля ГАЗ 3110“Волга” на 1-ой передаче

Параметры тягового баланса автомобиля	Значения частот вращения ne , [об/мин]
	ne min600	1000	1500	2000	2500	3000	3500	4000	4500	5400
Va - скорость автомобиля, [км/ ч]	5,0	8,4	12,6	16,8	21,0	25,2	29,4	33,6	37,8	45,4
Me - момент НЕТТО, [Н/м]	149,15	156,81	163,41	166,71	166,71	163,41	156,81	146,9	133,7	101,61
Fк - сила тяги на колесах, [Н]	6086,5	6399,1	6668,4	6803,1	6803,1	6668,4	6399,1	5994,7	5456,0	4146,5

Таблица 2.2 Значения силы тяги на колесах и скорости автомобиля ГАЗ 3110“Волга” на 2-ой передаче

Параметры тягового баланса автомобиля	Значения частот вращения ne , [об/мин]
	ne min600	1000	1500	2000	2500	3000	3500	4000	4500	5400
Va - скорость автомобиля, [км/ ч]	7,9	13,1	19,7	26,2	32,8	39,4	45,9	52,5	59	70,8
Me - момент НЕТТО, [Н/м]	148,5	156,1	162,7	166	166	162,7	156,1	146,2	133,1	101,1
Fк - сила тяги на колесах, [Н]	3897,2	4097,3	4269,8	4356,1	4356,1	4269,8	4097,3	3838,5	3493,5	2655

Таблица 2.3 Значения силы тяги на колесах и скорости автомобиля ГАЗ 3110“Волга” на 3-ей передаче

Параметры тягового баланса автомобиля	Значения частот вращения ne , [об/мин]
	ne min600	1000	1500	2000	2500	3000	3500	4000	4500	5400
Va - скорость автомобиля, [км/ ч]	11,0	18,3	27,4	36,6	45,7	54,8	64,0	73,1	82,2	98,7
Me - момент НЕТТО, [Н/м]	148,51	156,14	162,71	166,00	166,00	162,71	156,14	146,28	133,13	101,18
Fк - сила тяги на колесах, [Н]	2500,4	2628,8	2739,5	2794,8	2794,8	2739,5	2628,8	2462,8	2241,4	1703,5

Таблица 2.4 Значения силы тяги на колесах и скорости автомобиля ГАЗ 3110“Волга” на 4-ой передаче

Параметры тягового баланса автомобиля	Значения частот вращения ne , [об/мин]
	ne min600	1000	1500	2000	2500	3000	3500	4000	4500	5400
Va - скорость автомобиля, [км/ ч]	17,8	29,6	44,5	59,3	74,1	88,9	103,8	118,6	133,4	160,1
Me - момент НЕТТО, [Н/м]	148,51	156,14	162,71	166,00	166,00	162,71	156,14	146,28	133,13	101,18
Fк - сила тяги на колесах, [Н]	1795,5	1887,7	1967,2	2006,9	2006,9	1967,2	1887,7	1768,5	1609,5	1223,2

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

, [Н] (2.6)

где: ma - для условий данной курсовой работы, это масса полностью загруженного автомобиля, выбирается в соответствии с выданным заданием из таблицы 8.4 и равна 2040 [кг] ;

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

f - коэффициент сопротивления качению автомобильного колеса.

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

, (2.7)

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: Кв - коэффициент обтекаемости формы автомобиля,

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

При известном значении безразмерного коэффициента аэродинамического сопротивления Сх= 0,42 можно легко определить значение коэффициента обтекаемости Кв по выражению, предложенному академиком Е.А. Чудаковым:

Кв = 0,5 / Сх / в, [кг/м3] (2.9)

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

Кв = 0,5 / 0,42 / 1,225 = 0,257 [кг/м3]

Для нахождения площади Миделя автомобиля Sx воспользуемся выражением:

- для легковых автомобилей - Sx = 0,78 / Ва / Н, [м2];

где: Ва наибольшая ширина и Н - высота автомобиля равная 1,61 [м];

В - колея передних колес автомобиля ,выбирается в соответствии с выданным заданием из таблицы 8.4. и равна1,47 [м]

Sx = 0,78 / 1,47 / 1,61 =1,846 [м2];

Графики суммарных сил сопротивления движению, строятся для случаев разгона автомобиля с полной нагрузкой для 2-х типов дорог (строки № 6 и 7 таблицы 2.5).Рассчитанные значения сил сопротивления движению заносят в таблицу 2.5.

Значение максимального значения скорости - Va max выбирают таким, чтобы оно было примерно на 10% больше наибольшего значения скорости, определенного для высшей передачи и находящегося в строке №1 таблицы 2.1..

Va max=160,1+ 10% = 180 [км/ ч]

График тягового баланса строят на основе данных, таблиц 2.1 , 2.2. ,2.3., 2.4.,2.5., На графике тягового баланса наносятся 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:

Fсц = mк / g / , [Н] (2.10)

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

Таблица 2.5 Значения предельных сил сцепления ведущих колес автомобиля с дорогой

Тип дороги	ц	Fсц0, Н
сухой асфальтобетон	0,8	8248
сухая грунтовая дорога	0,6	6186
мокрый асфальтобетон	0,4	4124
укатанная снежная дорога	0,2	2062

Таблица 2.6 Значения сил сопротивления движению автомобиля

Параметры сопротивления движению автомобиля	Значения скорости автомобиля -Va, [км/час]
	0	20	40	60	80	100	120	140	160	Vamax
f1 - коэффициент сопротивления качению колес автомобиля по асфальтобетону; [Н]	0,018	0,018	0,019	0,021	0,024	0,027	0,031	0,036	0,041	0,047
Ff1- сила сопротивления качению колес автомобиля по асфальтобетону; [Н]	360	367	389	425	475	540	620	713	821	944
f2 - коэффициент сопротивления качению колес автомобиля по грунтовой дороге;[Н]	0,030	0,031	0,032	0,035	0,040	0,045	0,052	0,059	0,068	0,079
Ff2- сила сопротивления качению колес автомобиля по грунтовой дороге;[Н]	600	612	648	708	792	901	1033	1189	1369	1573
Fw - сила сопротивления воздуха; [Н]	0	18	72	162	287	449	646	879	1149	1454
Суммарная сила сопротивления Fw + Ff1 ; [Н]	360	385	461	587	763	989	1266	1593	1970	2398
Суммарная сила сопротивления Fw + Ff2 ; [Н]	600	630	720	870	1080	1349	1679	2068	2517	3027

На графике тягового баланса должны быть определены и отмечены два значения максимальных скоростей движения автомобиля Va max на дороге с асфальтобетонным покрытием для двух высших передач. Пример графика тягового баланса автомобиля изображен на рис. 2.1.

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 Di = f(Va). 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 Di = f(Va), 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(Va), который в случае разгона автомобиля на ровной, горизонтальной поверхности дороги численно равен коэффициенту сопротивления качению:

= f + tg. (3.2)

где: - угол подъема дороги.

Таблица 3.1.1 Значения параметров динамического фактора автомобиля на 1-ой передаче

Параметры тягового баланса автомобиля	Значения частот вращения ne , [об/мин]
	600	1000	1500	2000	2500	3000	3500	4000	4500	5400
Va - скорость автомобиля, [км/ ч]	5,1	8,5	12,7	16,9	21,2	25,4	29,6	33,9	38,1	45,7
Fw - сила сопротивления воздуха; [Н]	1,2	3,2	7,2	12,9	20,1	29,0	39,4	51,5	65,2	93,9
Di - динамический фактор	0,302	0,317	0,330	0,336	0,336	0,329	0,315	0,294	0,267	0,201

Таблица 3.1.2 Значения параметров динамического фактора автомобиля на 2-ой передаче

Параметры тягового баланса автомобиля	Значения частот вращения ne , [об/мин]
	600	1000	1500	2000	2500	3000	3500	4000	4500	5400
Va - скорость автомобиля, [км/ ч]	7,9	13,1	19,7	26,2	32,8	39,4	45,9	52,5	59,0	70,8
Fw - сила сопротивления воздуха; [Н]	2,8	7,7	17,4	30,9	48,3	69,5	94,6	123,5	156,3	225,1
Di - динамический фактор	0,195	0,204	0,212	0,216	0,215	0,210	0,200	0,186	0,167	0,121

Таблица 3.1.3 Значения параметров динамического фактора автомобиля на 3-й передаче

Параметры тягового баланса автомобиля	Значения частот вращения ne , [об/мин]
	600	1000	1500	2000	2500	3000	3500	4000	4500	5400
Va - скорость автомобиля, [км/ ч]	11,0	18,3	27,4	36,6	45,7	54,8	64,0	73,1	82,2	98,7
Fw - сила сопротивления воздуха; [Н]	5,4	15,0	33,7	59,9	93,7	134,9	183,6	239,8	303,5	437,0
Di - динамический фактор	0,125	0,131	0,135	0,137	0,135	0,130	0,122	0,111	0,097	0,063

Таблица 3.1.4 Значения параметров динамического фактора автомобиля на 4-той передаче

Параметры тягового баланса автомобиля	Значения частот вращения ne , [об/мин]
	600	1000	1500	2000	2500	3000	3500	4000	4500	5400
Va - скорость автомобиля, [км/ ч]	17,8	29,6	44,5	59,3	74,1	88,9	103,8	118,6	133,4	160,1
Fw - сила сопротивления воздуха; [Н]	14,2	39,4	88,7	157,7	246,4	354,9	483,0	630,9	798,5	1149,8
Di - динамический фактор	0,089	0,092	0,094	0,092	0,088	0,081	0,070	0,057	0,041	0,004

Таблица 3.2 Значения коэффициентов суммарного сопротивления движению автомобиля

Параметры сопротивления движению автомобиля	Значения скорости автомобиля -Va, [км/час]
	0	20	40	60	80	100	120	140	160	180
1 - коэффициент суммарного сопротивления движения автомобиля по асфальтобетону;	0,018	0,018	0,019	0,021	0,024	0,027	0,031	0,036	0,041	0,047
2 - коэффициент суммарного сопротивления движения автомобиля по грунтовой дороге;	0,030	0,031	0,032	0,035	0,040	0,045	0,052	0,059	0,068	0,079



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

, (3.3)

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 Do, для автомобиля в снаряженном состоянии.

Масштаб для шкалы Do определяют по формуле:

, (3.4)

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

mo- собственная масса автомобиля в снаряженном состоянии, с учетом массы водителя (масса водителя 70 кг.).

aa=D/d, 1/мм,

где D - цена деления шкалы; d - длина цены деления шкалы, мм.

Принимаем D=0,1, при этом d=50 мм;

аа=0,1/50=0,002 1/мм; а0=0,002*2040/(1550+70)=0,0025185 1/мм

предельный динамический фактор по сцеплению с массой

ma-DaСЦ=mКа/mа*ц

предельный динамический фактор по сцеплению с массой

m0-D0СЦ=mК0/m0*ц

где mка и mк0 - масса, приходящаяся на ведущие колеса автомобиля с полной массой и без нагрузки, соответственно, кг.

принимаем mКа и mа2=1051 кг и mК0 и m02=834 кг.

Таблица 3.3 Номограмма динамического фактора автомобиля

ц	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7
D0СЦ	0,0515	0,1030	0,1544	0,2059	0,2574	0,3089	0,3604
DаСЦ	0,0515	0,1030	0,1546	0,2061	0,2576	0,3091	0,3606

Равнозначные деления шкал Do и Da 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 - Da сц и в снаряженном состоянии - Dо сц для реальных коэффициентов сцепления колес автомобиля с дорогой - х , в диапазоне от х = 0,1 0,7

, (3.5)

, (3.6)

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

Затем предельные значения динамического фактора Da сц по сцеплению откладывают по оси Dа и полученные точки соединяют прямой штриховой линией. На каждой линии указывают величину коэффициента сцепления х.

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

4. Характеристика ускорений автомобиля

Характеристика ускорений - это зависимость ускорений автомобиля от скорости при его разгоне на каждой передаче.

ja i = f(Va), [м/с2],

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

ja i = f(Va), строят с учетом их работы.

Величину ускорений при разгоне автомобилей рассчитывают из выражения:

, [м/с2] (4.1)

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

вр - коэффициент учитывающий инерцию вращающихся масс при разгоне автомобиля.

Коэффициент вр рассчитывают по формуле:

, (4.2)

где: Jм, - момент инерции маховика и разгоняющихся деталей двигателя, [кг/м2], (выбирается в соответствии с выданным заданием из таблицы 8.2);

Jк - момент инерции всех колес автомобиля, [кг/м2] (выбирается из таблицы 8.3);

n - общее число колес автомобиля.

двр=1+(Jм*Uтр2*?тр+Jк*n)/(ma*rк2)

ja=(Da-ш)*g/ двр

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)

Таблица 4.1 Данные для расчета ускорений автомобиля ГАЗ 3110 "Волга"

№	Передача	Uтр	?тр	двр
1	I	14,35	0,9130	1,2607
2	II	9,266	0,9130	1,1191
3	III	5,945	0,9130	1,0595
4	IV	4,1	0,9507	1,0384

Таблица 4.1.1 Значения ускорений, действующих при разгоне автомобиля на 1 -ой передаче

Параметры тягового баланса автомобиля	Значения частот вращения ne , [об/мин]
	600	1000	1500	2000	2500	3000	3500	4000	4500	5400
Va - скорость автомобиля, [км/ ч]	5,1	8,5	12,7	16,9	21,2	25,4	29,6	33,9	38,1	45,7
Di - динамический фактор	0,30	0,32	0,33	0,34	0,34	0,33	0,32	0,29	0,27	0,20
1 - коэффициент суммарного сопротивления движения автомобиля по асфальтобетону	0,018	0,018	0,018	0,018	0,018	0,019	0,019	0,019	0,019	0,020
(Di - 1) разность параметров	0,28	0,30	0,31	0,32	0,32	0,31	0,30	0,28	0,25	0,18
ja i - ускорение автомобиля, [м/с2]	2,21	2,33	2,43	2,48	2,47	2,42	2,31	2,14	1,93	1,41
двр- коэффициент учета вращающихся масс	1,2607	1,2607	1,2607	1,2607	1,2607	1,2607	1,2607	1,2607	1,2607	1,2607

Таблица 4.1.2 Значения ускорений, действующих при разгоне автомобиля на 2 -ой передаче

Параметры тягового баланса автомобиля	Значения частот вращения ne , [об/мин]
	600	1000	1500	2000	2500	3000	3500	4000	4500	5400
Va - скорость автомобиля, [км/ ч]	7,9	13,1	19,7	26,2	32,8	39,4	45,9	52,5	59,0	70,8
Di - динамический фактор	0,19	0,20	0,21	0,22	0,22	0,21	0,20	0,19	0,17	0,12
1 - коэффициент суммарного сопротивления движения автомобиля по асфальтобетону	0,018	0,018	0,018	0,019	0,019	0,019	0,020	0,020	0,021	0,023
(Di - 1)	0,18	0,19	0,19	0,20	0,20	0,19	0,18	0,17	0,15	0,10
ja i - ускорение автомобиля, [м/с2]	1,55	1,63	1,70	1,73	1,72	1,67	1,58	1,45	1,28	0,87
двр- коэффициент учета вращающихся масс	1,1191	1,1191	1,1191	1,1191	1,1191	1,1191	1,1191	1,1191	1,1191	1,1191

Таблица 4.1.3 Значения ускорений, действующих при разгоне автомобиля на 3 -й передаче

Параметры тягового баланса автомобиля	Значения частот вращения ne , [об/мин]
	600	1000	1500	2000	2500	3000	3500	4000	4500	5400
Va - скорость автомобиля, [км/ ч]	11,0	18,3	27,4	36,6	45,7	54,8	64,0	73,1	82,2	98,7
Di - динамический фактор	0,12	0,13	0,14	0,14	0,13	0,13	0,12	0,11	0,10	0,06
1 - коэффициент суммарного сопротивления движения автомобиля по асфальтобетону	0,018	0,018	0,019	0,019	0,020	0,021	0,022	0,023	0,024	0,027
(Di - 1)	0,11	0,11	0,12	0,12	0,12	0,11	0,10	0,09	0,07	0,04
ja i - ускорение автомобиля, [м/с2]	0,99	1,04	1,08	1,09	1,07	1,01	0,93	0,82	0,67	0,34
двр- коэффициент учета вращающихся масс	1,0595	1,0595	1,0595	1,0595	1,0595	1,0595	1,0595	1,0595	1,0595	1,0595

Таблица 4.1.4 Значения ускорений, действующих при разгоне автомобиля на 4 -той передаче

Параметры автомобиля	Значения частот вращения ne , [об/мин]
	600	1000	1500	2000	2500	3000	3500	4000	4500	5400
Va - скорость автомобиля, [км/ ч]	17,8	29,6	44,5	59,3	74,1	88,9	103,8	118,6	133,4	160,1
Di - динамический фактор	0,09	0,09	0,09	0,09	0,09	0,08	0,07	0,06	0,04	0,00
1 - коэффициент суммарного сопротивления движения автомобиля по асфальтобетону	0,018	0,019	0,020	0,021	0,023	0,025	0,028	0,031	0,034	0,041
(Di - 1) - разность параметров	0,07	0,07	0,07	0,07	0,07	0,06	0,04	0,03	0,01	-0,04
ja i - ускорение автомобиля, [м/с2]	0,67	0,69	0,70	0,67	0,61	0,52	0,40	0,25	0,06	-0,35
двр- коэффициент учета вращающихся масс	1,0384	1,0384	1,0384	1,0384	1,0384	1,0384	1,0384	1,0384	1,0384	1,0384

Размещено на Allbest.ru

...