Расчет тягового-экономических показателей автомобиля

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

Введение

1. Расчет тягового-экономических показателей автомобиля

1.1 Расчёт мощности и частоты вращения коленчатого вала двигателя автомобиля

1.2 Расчёт и построение внешней скоростной характеристики двигателя

1.3 Определение передаточного числа главной передачи

1.4 Подбор передаточных чисел коробки передач

2. Расчёт и построение динамической характеристики автомобиля

3. Топливно-экономическая характеристика

Заключение

Список рекомендуемой литературы

Введение

В курсе теории автомобиля тяговый и топливно-экономический расчет является одним из важнейших разделов. Этот расчет позволяет по некоторым заданным параметрам определить остальные конструктивные и эксплуатационные параметры автомобиля и его динамические и топливно-экономические свойства. Такой расчет является проектировочным и производится для автомобиля, существующего лишь в проектном задании. Другим видом расчета является определение динамических и топливно-экономических показателей уже спроектированной машины, когда все конструктивные параметры известны. Этот расчет является поверочным и выполняется с целью уточнения полученных показателей. Вполне естественно, что во втором случае, результаты расчета дают более достоверные представления о тяговых и топливно-экономических свойствах автомобиля. Выполнение тягового и топливно-экономического расчета с учебной целью, как в данном случае, аналогично проектировочному. Результаты расчетов, и шкалы графиков необходимо представлять в системе СИ.

Курсовой проект охватывает все важнейшие разделы курса. Выполнение курсового проекта способствует закреплению теоретических знаний и позволяет применить полученные знания на практике при решении инженерных задач, Курсовой проект прививает навыки работы со справочным материалом, стандартами, таблицами и периодической литературой. Тема курсового проекта направлена на понимание наиболее значимой проблемы эксплуатации автомобиля - обоснованного выбора конструктивных показателей автомобиля, обеспечивающих эффективную, экономичную и надежную работу.

1. Расчет тягового-экономических показателей автомобиля

Исходные данные:

Прототип автомобиля ИЖ-2717

Полная масса авт. 1750 кг

Максимальная скорость 120 км/ч

Число передач (вперёд) 4

Приведенные коэффициенты дорожного сопротивления 0,02; 0,025;0,04

Габаритные размеры автомобиля 4400Ч1680Ч1400, м

Ширина колеи передних колес 1390, мм

Ширина колеи задних колес 1390, мм

1.1 Расчёт мощности и частоты вращения коленчатого вала двигателя автомобиля

Одной из основных задач тягового расчёта является выбор мощности двигателя рассчитываемого автомобиля. Она должна быть достаточной для обеспечения движения с заданной максимальной скоростью Vmax при полном использовании грузоподъёмности автомобиля. Автомобили, работающие в сельском хозяйстве, должны иметь запас динамического фактора в пределах 1…1,5 % для преодоления дополнительных дорожных сопротивлений.

Мощность двигателя, необходимая для движения автомобиля с полной нагрузкой в заданных дорожных условиях с установившейся максимальной скоростью Vmax , определяется по формуле:

,

где Ga ? сила тяжести автомобиля с грузом, Н;

Vmax ? максимальная скорость движения автомобиля на прямой передаче в заданных дорожных условиях, км/ч;

ш ? приведённый коэффициент дорожного сопротивления;

cx - коэффициент лобового сопротивления автомобиля;

з ? механический к.п.д. трансмиссии для максимальной скорости принимаем равным 0,85…0,90.

Площадь лобового сопротивления определяем по формуле

По табл. ПриложениеIII габариты 4400х1680х1400

Площадь лобового сопротивления для 1,68х1,4 = 2,4 м2

a = G0 + Gr ,

где G0 ? собственный вес автомобиля, Н; r ? грузоподъёмность автомобиля.

По табл. ПриложениеIII

Масса автомобиля при наибольшей загрузке - 1750кг

По табл. ПриложениеIII принимаем Vmax =120км/ч

Для обеспечения динамического фактора в области средних эксплуатационных скоростей определяем максимальную мощность двигателя по формуле:

еmax = 1,05...1,1 Nе еmax = 1,1•59 = 65 кВт

Обороты коленчатого вала при заданной максимальной скорости Vmax, км/ч:

v = (35...40)Vmax =35•65 =2275мин-1.

Обороты коленчатого вала при заданной максимальной мощности двигателя (Nеmax ) определим из выражения

Nеmax 0,9nv =0,9•2275 = 2048 мин-1 .

1.2 Расчёт и построение внешней скоростной характеристики двигателя

Внешнюю скоростную характеристику определяем и строим с некоторой погрешностью для карбюраторных четырёхтактных двигателей на основании данных, приведённых в табл. 1.

Таким образом, получив в результате расчёта Nеmax и nmax и приняв их за 100 %, можем рассчитать и построить графически внешнюю скоростную характеристику двигателя.

Таблица 1. Внешние скоростные характеристики карбюраторного двигателя

n, %	20	40	60	80	100	120
n, мин-1	455	910	1365	1820	2275	2730
Ne, %	20	50	73	92	100	92
Ne, кВт	11,8	29,5	43	54	59	54

При различных частотах вращения вала двигателя подсчитываем и откладываем на графике не менее пяти точек значений мощности двигателя. Далее соединяем точки плавной огибающей линией, получая зависимость Nе = f (n) . коленчатый вал двигатель автомобиль

На график также наносим кривую крутящего момента двигателя, каждая точка которой определяется по формуле

кр = 9550Nе / n , Н·м

Таблица 2 Внешние скоростные характеристики двигателя.

n, %	20	40	60	80	100	120
Mкр	247	309	300	283	248	189

Точки, соответствующие Мкр, наносим на график и соединяем огибающей линией.

Кривую удельного расхода топлива в зависимости от оборотов двигателя gе = f (n) рассчитываем и строим на основании данных табл. 3.

Таблица 3 Удельный расход топлива в зависимости от оборотов двигателя

n, %	20	40	60	80	100	120
n, мин-1	455	910	1365	1820	2275	2730
ge, %	110	100	95	95	100	115
ge, г/кВт•ч	357	325	309	309	325	374

За 100 % удельного расхода топлива при 100 % n следует принять для карбюраторного двигателя со степенью сжатия 6,5…7 ge= 305…325 г/кВт

Часовой расход топлива для каждого значения частоты вращения коленчатого вала двигателя подсчитываем по формуле:

т = gе Nе •10-3, кг/ч.

Для удобства пользования полученные результаты сводим в табл. 4, по данным которой строим графики внешней скоростной характеристики двигателя (рис. 1).

т = 375 •11,8 •10-3=4,2 кг/чт = 375 •29,5 •10-3=7,6 кг/чт = 375 •43 •10-3=9,2 кг/чт = 375 •54 •10-3=11,3 кг/чт = 375 • 59 •10-3=12,6 кг/чт = 375 •54 •10-3=15,2 кг/ч

Таблица 4 Данные для построения внешней скоростной характеристики двигателя

n, мин-1	455	910	1365	1820	2275	2730
Ne, кВт	11,8	29,5	43	54	59	54
Мкр,Нм	247	309	300	283	248	189
ge, г/кВт•ч	357	325	309	309	325	374
Gr, кг/ч	4,2	7,6	9,2	11,3	12,6	15,2

Рис. 1. Примерная внешняя скоростная характеристика двигателя

1.3 Определение передаточного числа главной передачи

Пользуясь выражением для определения теоретической скорости движения автомобиля



можно найти передаточное число его главной передачи. При движении автомобиля на прямой передаче передаточное число коробки передач ik =1 , а скорость движения V, будет максимальной, тогда

,

где nv ? частота вращения коленчатого вала двигателя при максимальной скорости движения автомобиля на прямой передаче;k ? радиус ведущих колес автомобиля, м.

При выполнении расчётов среднюю величину динамического радиуса принимаем постоянной и выражаем её в зависимости от радиуса шины в свободном состоянии rk = л•r0 , где л ? коэффициент деформации шины, принимают равным 0,93…0,935.

Радиус шины в свободном состоянии подсчитываем по формуле:

0 = 0,0254(0,5d + b), м,

где d ? диаметр обода колеса в дюймах;? высота профиля покрышки в дюймах.

0 = 0,0254(0,5*16 + 7,3)=0,39 м,k = 0,93•0,39=0,36м

1.4 Подбор передаточных чисел коробки передач

Передаточные числа в коробке передач определяем из условия обеспечения наибольшей интенсивности разгона и плавности переключения шестерён, а также для обеспечения движения на первой передаче без буксования по заданной дороге.

Определим максимальную величину динамического фактора на первой передаче:

1 max = ?лk ,

где ? ? коэффициент сцепления;

лk ? коэффициент нагрузки задних колес.

При расчёте ? = 0,5...0,7 .

У автомобилей ИЖ-2717 принимаем лk = 1.

1 max = 0,7•1 =0,7

Исходя из условия получения заданной максимальной величины D1 max , воспользуемся зависимостью

=

где Мкр max ? максимальный крутящий момент двигателя, Н·м.

Определив передаточное число первой ступени коробки передач, переходим к определению передаточных чисел на промежуточных передачах, выбираемых из условий обеспечения оптимальных показателей, как тягово-скоростных, так и топливно-экономических свойств. Они подбираются таким образом, чтобы разгон на каждой передаче начинался при одних и тех же частотах вращения двигателя n1 и заканчивался при одних же частотах n2 .

Это даёт возможность использовать для разгона на всех передачах одну и ту же среднюю мощность двигателя.

Первоначально автомобиль движется на первой передаче, затем он переходит на вторую передачу, а затем на третью и т.д. С другой стороны, для плавности перехода с одной передачи на другую необходимо, чтобы скорость, с которой начинался разгон на данной передаче, была равна скорости в конце разгона на предыдущей передаче. Это равенство можно выразить уравнением

где n1 ? частота вращения коленчатого вала двигателя, с которой начинается разгон на передаче х; 2 ? частота вращения коленчатого вала в конце разгона на предыдущей (х - 1)-й передаче.

Из предыдущего уравнения следует, что

Это предполагает построение ряда передач по принципу геометрической прогрессии откуда

;

g - знаменатель прогрессии определяем по формуле



где z ? число ступеней коробки передач; ? ik , ikz передаточные числа коробки на первой и высшей передачах, соответственно.

Таблица 5 Передаточные числа коробки передач

Передача	Коробка передач
	3-х ступенчатая	4-х ступенчатая	5-ти ступенчатая
Первая
Вторая
Третья	1
Четвертая	-	1
Пятая	-	-	1

По формулам, приведённым в табл. 5, находим передаточные числа. Зная передаточные числа коробки передач и главной передачи, определим передаточные числа трансмиссии

;

Тяговый расчёт автомобиля

1.5 Тяговый баланс автомобиля

Тяговый расчёт автомобиля включает в себя определение тягового баланса, динамического фактора, а также ускорение автомобиля на разных передачах.

Тяговый баланс автомобиля рассматриваем на основании уравнения движения и решаем графо-аналитическими методами.

В случае установившегося движения уравнение тягового баланса будет иметь вид

к = Pш + Pw ,

где Pк ? касательная сила тяги автомобиля, Н; Pш ? общее сопротивление движению, оказываемое дорогой, Н; Pw ? сопротивление воздуха, Н.

Для построения динамической характеристики зададим ряд значений частот вращения коленчатого вала двигателя: 20, 40, 60, 80, 100, 120 % от nNеmax . коленчатый вал двигатель передача

Величину касательной силы тяги определим из выражения

Общее сопротивление движению, оказываемое дорогой,

ш = ш•Ga .=0,033•17500 =5775Н

из условия движения по наиболее тяжёлой дорог при коэффициенте сопротивления .

Значение силы сопротивления воздуха для разных скоростей движения автомобиля подсчитываем по формуле:

, Н

Величины скоростей на каждой передаче определяем по формуле

, км/ч

где ni ? текущее значение оборотов двигателя, об/мин (из табл. 4).

СКОРОСТИ.

Для первой передачи

V=0.377 •455 • 0.36/ 3.75•2.6 = 5,9 км/ч

V=0.377 •910 • 0.36/ 3.75•2.6 = 11,8 км/ч

V=0.377 •1365 • 0.36/ 3,75•2.6 = 18,1 км/ч

V=0.377 •1820 • 0.36/ 3,75•2.6 = 23,4 км/ч

V=0.377 •2275 • 0.36/ 3,75 •2.6 = 31,2 км/ч

V=0.377 •2730 • 0.36/ 3,75 •2.6 = 35,7 км/ч

Для второй передачи

V=0.377 •455 • 0.36/ 2.8•2.6 = 8,2 км/ч

V=0.377 •910 • 0.36/ 2.8•2.6 = 16,1 км/ч

V=0.377 •1365 • 0.36/ 2.8•2.6 = 25,6 км/ч

V=0.377 •1820 • 0.36/ 2.8•2.6 = 30,8 км/ч

V=0.377 •2275 • 0.36/ 2.8 •2.6 = 41,6 км/ч

V=0.377 •2730 • 0.36/ 2.8 •2.6 = 50,5 км/ч

Для третьей передачи

V=0.377 •455 • 0.36/ 2.0•2.6 = 12,2 км/ч

V=0.377 •910 • 0.36/ 2.0•2.6 = 23,1 км/ч

V=0.377 •1365 • 0.36/ 2.0•2.6 = 35,3 км/ч

V=0.377 •1820 • 0.36/ 2.0•2.6 = 46,5 км/ч

V=0.377 •2275 • 0.36/ 2.0•2.6 = 57,8 км/ч

V=0.377 •2730 • 0.36/ 2.0•2.6 = 70,4 км/ч

Для четвертой передачи

V=0.377 •455 • 0.36/ 1,4•2.6 = 16,8 км/ч

V=0.377 •910 • 0.36/ 1,4•2.6 = 33,6 км/ч

V=0.377 •1365 • 0.36/ 1,4•2.6 = 51,8 км/ч

V=0.377 •1820 • 0.36/ 1,4•2.6 = 67,7 км/ч

V=0.377 •2275 • 0.36/ 1,4•2.6 = 85,8 км/ч

V=0.377 •2730 • 0.36/ 1,4•2.6 = 101,2 км/ч

Для пятой передачи

V=0.377 •455 • 0.36/ 1•2.6 = 23,8 км/ч

V=0.377 •910 • 0.36/ 1•2.6 = 39,2 км/ч

V=0.377 •1365 • 0.36/ 1•2.6 = 68,1 км/ч

V=0.377 •1820 • 0.36/ 1•2.6 = 77,8 км/ч

V=0.377 •2275 • 0.36/ 1 •2.6 = 96,2 км/ч

V=0.377 •2730 • 0.36/ 1 •2.6 = 116,1 км/ч

СИЛЫ СОПРОТИВЛЕНИЯ.

Для первой передачи

Рw=0.45•3.5 •6.1 /13 =9.3 H

Рw=0.45•3.5 •11.7 /13 =37,2 H

Рw=0.45•3.5 •18 /13 =84 H

Рw=0.45•3.5 •23 /13 =148 H

Рw=0.45•3.5 •31 /13 =225 H

Рw=0.45•3.5 •35.7 /13 =324 H

Для второй передачи

Рw=0.45•3.5 •8 /13 =18 H

Рw=0.45•3.5 •16 /13 =72 H

Рw=0.45•3.5 •25 /13 =156 H

Рw=0.45•3.5 •33 /13 =256 H

Рw=0.45•3.5 •41,5 /13 =441 H

Рw=0.45•3.5 •50,5 /13 =650 H

Для третьей передачи

Рw=0.45•3.5 •12 /13 =37 H

Рw=0.45•3.5 •24 /13 =145 H

Рw=0.45•3.5 •35 /13 =320 H

Рw=0.45•3.5 •46 /13 =564 H

Рw=0.45•3.5 •58 /13 =900 H

Рw=0.45•3.5 •70 /13 =1260 H

Для четвертой передачи

Рw=0.45•3.5 •16 /13 =75 H

Рw=0.45•3.5 •32 /13 =300 H

Рw=0.45•3.5 •52 /13 =681 H

Рw=0.45•3.5 •68 /13 =1180 H

Рw=0.45•3.5 •85 /13 =1866 H

Рw=0.45•3.5 •97 /13 =2620 H

Для пятой передачи

Рw=0.45•3.5 •24 /13 =146 H

Рw=0.45•3.5 •48 /13 =424 H

Рw=0.45•3.5 •68 /13 =1145 H

Рw=0.45•3.5 •78 /13 =1540 H

Рw=0.45•3.5 •96 /13 =2410 H

Рw=0.45•3.5 •110 /13 =3250 H

СИЛА ТЯГИ.

Для первой передачи

Рк=248•3,8 • 2,6 • 0,8 / 0,36=19145 Н

Рк=310•3,8 • 2,6 • 0,8 / 0,36=24889 Н

Рк=302•3,8 • 2,6 • 0,8 / 0,36=23730 Н

Рк=285•3,8 • 2,6 • 0,8 / 0,36=21750 Н

Рк=249•3,8 • 2,6 • 0,8 / 0,36=20020 Н

Рк=190•3,8 • 2,6 • 0,8 / 0,36=15233 Н

Для второй передачи

Рк=248•2,8 • 2,6 • 0,8 / 0,36=14335 Н

Рк=310•2,8 • 2,6 • 0,8 / 0,36=17890 Н

Рк=302•2,8 • 2,6 • 0,8 / 0,36=17112 Н

Рк=285•2,8 • 2,6 • 0,8 / 0,36=16450 Н

Рк=249•2,8 • 2,6 • 0,8 / 0,36=14226 Н

Рк=190•2,8 • 2,6 • 0,8 / 0,36=11157 Н

Для третьей передачи

Рк=248•2,8 • 2 • 0,8 / 0,36=10225 Н

Рк=310•2,8 • 2 • 0,8 / 0,36=12847 Н

Рк=302•2,8 • 2 • 0,8 / 0,36=12757 Н

Рк=285•2,8 • 2 • 0,8 / 0,36=11884 Н

Рк=249•2,8 • 2 • 0,8 / 0,36=9982 Н

Рк=190•2,8 • 2 • 0,8 / 0,36=7804 Н

Для четвертой передачи

Рк=248•2,8 • 1,4 • 0,8 / 0,36=5510 Н

Рк=310•2,8 • 1,4 • 0,8 / 0,36=6813 Н

Рк=302•2,8 • 1,4 • 0,8 / 0,36=6455 Н

Рк=285•2,8 • 1,4 • 0,8 / 0,36=6328 Н

Рк=249•2,8 • 1,4 • 0,8 / 0,36=5521 Н

Рк=190•2,8 • 1,4 • 0,8 / 0,36=4285 Н

Для пятой передачи

Рк=248•1 • 2,6 • 0,8 / 0,36=3912 Н

Рк=310•1 • 2,6 • 0,8 / 0,36=4878 Н

Рк=302•1 • 2,6 • 0,8 / 0,36=4901 Н

Рк=285•1 • 2,6 • 0,8 / 0,36=4509 Н

Рк=249•1 • 2,6 • 0,8 / 0,36=3903 Н

Рк=190•1 • 2,6 • 0,8 / 0,36=2885 Н

Результаты подсчетов сводим в табл. 6.

Таблица 6. Тяговый баланс автомобиля

Передача	n, мин-1	V км/ч	Мкр, Нм	Рк, Н	Pш, H	Pw
первая	455 910 1365 1820 2275 2730	5,9 11,8 18,1 23,4 31,2 35,7	247 309 300 283 248 189	19145 24889 23730 21750 20020 15233	5775	9,3 37,2 84 148 225 324
вторая	455 910 1365 1820 2275 2730	8,2 16,1 24,6 30,8 41,6 50,5	247 309 300 283 248 189	14355 17890 17112 16450 14226 11157	5775	18 72 156 256 441 650
третья	455 910 1365 1820 2275 2730	12,2 23,1 35,3 46,5 57,8 70,4	247 309 300 283 248 189	10225 12847 12757 11884 9982 7804	5775	37 145 320 564 900 1260
четвертая	455 910 1365 1820 2275 2730	16,8 33,6 51,8 67,7 85,8 101,2	247 309 300 283 248 189	5510 6813 6455 6328 5521 4286	5775	75 300 681 1180 1866 2620
пятая	455 910 1365 1820 2275 2730	23,8 39,2 68,1 77,8 96,2 116,1	247 309 300 283 248 189	3912 4878 4901 4509 3903 2885	5775	146 424 1146 1540 2410 3250

По данным табл. 6 строим график тягового баланса автомобиля



Рис. 3. График тягового баланса автомобиля

2. Расчёт и построение динамической характеристики автомобиля

Динамическим фактором автомобиля называется отношение сил (Рк ? Рw) к весу автомобиля.

Динамической характеристикой автомобиля называется графическое изображение зависимости динамического фактора от скорости движения при различных передачах и полной нагрузке на автомобиль.

Величину динамического фактора на каждой скорости для всех передач определим по формуле:

Необходимо учитывать, что на низких передачах динамический фактор больше, чем на высших. Это обуславливается увеличением силы Pк и уменьшением силы Pw .

Рассчитав величину динамического фактора, результаты заносим в табл. 7.

Таблица 7 Динамический фактор

Передача	n, мин-1	Мкр, Нм	Рк, Н	Pw H	D	V км/ч
первая	455 910 1365 1820 2275 2730	247 309 300 283 248 189	19145 24889 23730 21750 20020 15233	9,3 37,2 84 148 225 324	0.44 0.49 0.48 0.46 0.44 0.4	5,9 11,8 18,1 23,4 31,2 35,7
вторая	455 910 1365 1820 2275 2730	247 309 300 283 248 189	14355 17890 17112 16450 14226 11157	18 72 156 256 441 650	0.27 0.34 0.33 0.31 0.27 0.2	8,2 16,1 24,6 30,8 41,6 50,5
третья	455 910 1365 1820 2275 2730	247 309 300 283 248 189	10225 12847 12757 11884 9982 7804	145 320 564 900 1260	0.14 0.17 0.15 0.14 0.13 0.1	12,2 23,1 35,3 46,5 57,8 70,4
четвертая	455 910 1365 1820 2275 2730	247 309 300 283 248 189	5510 6813 6455 6328 5521 4286	75 300 681 1180 1866 2620	0.07 0.08 0.08 0.07 0.06 0.05	16,8 33,6 51,8 67,7 85,8 101,2
пятая	455 910 1365 1820 2275 2730	247 309 300 283 248 189	3912 4878 4901 4509 3903 2885	146 424 1146 1540 2410 3250	0.06 0.08 0.08 0.07 0.06 0.05	23,8 39,2 68,1 77,8 96,2 116,1

Используя значения динамического фактора, по расчётным данным строим кривые динамического фактора для каждой передачи (рис. 4).

Рис. 4. График динамичности автомобиля

Приёмистость (разгон автомобиля) - это способность автомобиля быстро увеличивать скорость движения. Оценочными параметрами являются: максимально возможное ускорение, время разгона, путь разгона.

Максимальное возможное ускорение при работе двигателя с полной подачей топлива определим по формуле

,

где двр ? коэффициент вращающихся масс; g - ускорение свободного падения.

Для каждой передачи подсчитываем коэффициент учёта вращающихся масс: двр = 1,04 + 0,05• где ikп ? передаточное число коробки передач на данной передаче.

Таблица 8 Приёмистость автомобиля

Передача	D - ш	D	V, км/ч	, с2/м
первая	0,42 0,51 0,50 0,48 0,40 0,36	0.46 0.55 0.54 0.52 0.44 0.4	5,9 11,8 18,1 23,4 31,2 35,7	2,2 2,7 2,7 2,55 2,2 1,9	0,45 0,37 0,45 0,39 0,45 0,52
вторая	0,23 0,30 0,29 0,27 0,23 0,16	0.27 0.34 0.33 0.31 0.27 0.2	8,2 16,1 24,6 30,8 41,6 50,5	1,45 1,9 1,8 1,7 1,45 1,1	0,69 0,53 0,56 0,59 0,69 0,9
третья	0,10 0,13 0,11 0,10 0,09 0,06	0.14 0.17 0.15 0.14 0.13 0.1	12,2 23,1 35,3 46,5 57,8 70,4	0,75 1,0 0,8 0,75 0,7 0,45	1,3 1 1,25 1,3 1,5 2,2
четвертая	0,03 0,04 0,04 0,03 0,02 0,01	0.07 0.08 0.08 0.07 0.06 0.05	16,8 33,6 51,8 67,7 85,8 101,2	0,26 0,36 0,36 0,27 0,2 0,08	3,85 2,78 2,78 3,70 5,55 12,5
пятая	0,02 0,04 0,04 0,03 0,02 0,01	0.06 0.08 0.08 0.07 0.06 0.05	23,8 39,2 68,1 77,8 96,2 116,1	0,2 0,3 0,3 0,2 0,2 0,05	5 2,5 2,5 3,3 5 10

Имея динамическую характеристику, а также значения двр для различных значений ikп и ш, строим график ускорений автомобиля (рис. 5).

3. Топливно-экономическая характеристика

Топливной экономичностью называется совокупность свойств, определяющих расходы топлива при выполнении автомобилем транспортной работы в различных условиях эксплуатации.

Топливная экономичность автомобиля определяется почасовым расходом топлива Gт, кг/ч - масса топлива, расходуемая в один час, и удельным расходом топлива gе г/кВт?ч - масса топлива, расходуемого в один час на единицу мощности двигателя.

Топливно-экономическую характеристику автомобиля строим для случая равномерного движения на высшей передаче по дорогам с тремя значениями коэффициента сопротивления дороги ш .

Расход топлива в литрах на 100 км пробега определим по формуле

, л/100 км,

где gе ? удельный расход топлива, г/кВт ч; Ne - мощность двигателя, необходимая для движения автомобиля в заданных условиях кВт; гт ? плотность топлива, кг/л; для бензина гт = 0,725 кг/л, для дизельного топлива гт = 0,825 кг/л.

Мощность, которую должен развить автомобиль, двигаясь по заданной дороге, определим по формуле:

где ш ? приведённый коэффициент дорожного сопротивления; Gа ? сила тяжести автомобиля, Н; зтр ? к.п.д. трансмиссии; V ? скорость движения автомобиля, км/ч; F ? площадь лобового сопротивления.

Подставляя значения мощности двигателя в уравнение расхода топлива, получим

, л/100км

Удельный расход топлива gе является величиной переменной, зависящей от скоростного и нагрузочного режимов. Чтобы учесть это влияние, удельный расход топлива gе определяем по формуле

gе = Kn•KN ge (Nemax ),

где ge (Nemax ) ? удельный расход топлива при максимальной мощности двигателя по внешней скоростной характеристике, г/кВт?ч; Kn и KN ? коэффициенты, учитывающие соответственно влияние на удельный расход топлива скоростного и нагрузочного режимов работы двигателя.

Величину коэффициентов Kn и KN ? определим графически (рис. 9, 10),

Теоретическую экономическую характеристику строим для условий равномерного прямолинейного движения автомобиля на разных скоростях в разных дорожных условиях, для чего по оси абсцисс откладываем в масштабе скорости движения автомобиля со значениями V = 10, 20, 30, …км/ч. Принимаем движение автомобиля по дороге, характеризующееся приведённым к коэффициентам дорожного сопротивления ш с полной нагрузкой на прямой передаче.

Расчёт топливно-экономической характеристики производим в следующей последовательности:

С учётом данных внешней скоростной характеристики определяем скорость движения автомобиля на прямой передаче по формуле:

, км/ч

Мощность двигателя, требуемую для движения автомобиля на разных скоростях по одной из заданных дорог до полной загрузки двигателя, определяем по формуле

, кВт

Зная частоту вращения коленчатого вала двигателя для разных скоростей движения автомобиля, определяем отношение n/nv ,n/nVamax согласно которому по графику (рис. 6) находим значение коэффициента Kn .

По графику внешней скоростной характеристики двигателя, для принятых частот вращения коленчатого вала находим значение эффективной мощности Ne (вн) и, согласно, отношению Ne/Ne (вн) по графику (рис. 7) устанавливаем согласно типу двигателя значение коэффициента KN.

По формуле gе = Kn•KN ge Ne max подсчитываем удельный расход топлива на различных скоростях движения автомобиля.

Согласно полученным значениям ge и Ne для разных скоростей движения на прямой передаче автомобиля определяем расход топлива на 100 км пути по формуле

7. Аналогично производим расчёт расхода топлива на 100 км пробега автомобиля для других сопротивлений дорог с учётом коэффициентов сопротивлений.



Рис. 8. Топливно-экономическая характеристика двигателя

По графику проводим анализ работы автомобиля, определяем наибольшую экономическую скорость 60-70 км/ч, участки повышенных расходов топлива в зонах больших -выше 90 км/ч и малых скоростей движения на четвертой передаче - меньше 30 км/ч.

Заключение

В данном курсовом проекте выполнен тяговый расчет проектируемого автомобиля исходные данные которого взяты на уровне автомобиля-прототипа ИЖ-2717.

На основании исходных данных и формул выполнен расчет и построена внешняя скоростная характеристика двигателя, на основании которой, произведен расчет тягово-экономической характеристики автомобиля.

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

Определенны характеристики разгона автомобиля, к которым относятся: ускорение автомобиля на разных передачах, скорости при которых происходит переключение передач и путь разгона до предельной скорости.

Произведен расчет топливной экономичности автомобиля.

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

Список рекомендуемой литературы

1. Чудаков, Д.А. Основы теории и расчёта трактора и автомобиля / Д.А. Чудаков. - М. :Колос, 1972. - 384 с.

2. А.С. Литвинов, Я.Е.Фаробин Автомобиль: теория эксплуатационных свойств / - М. : Машиностроение, 1989. - 240 с.

3. Методические указания к выполнению курсовой работы по тяговому и топливно-экономическому расчёту автомобиля. - Саратов : СИМСХ, 1988. - 33 с.

4. Автомобильный справочник : первое русское издание. - М. : Изд-во «За рулем», 1999. -896 с.

5. В.М. Мелисаров, Тяговый и топливно-экономический расчет автомобиля. Изд-во «ТГТУ», 2009 год

Размещено на Allbest.ru

...