Расчет тягово-скоростных и тормозных свойств автомобиля ГАЗ 31022У

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Нижегородский государственный педагогический университет имени Козьмы Минина» (Мининский университет)

Факультет управления и социально-технических сервисов

Кафедра Технологии сервиса и технологического образования

Контрольная работа по дисциплине

По дисциплине: «Эксплуатационные свойства автомобилей»

Тема: Расчет тягово-скоростных и тормозных свойств автомобиля ГАЗ 31022У

Выполнил:

студент гр. ОПЗ 16-1

Архипов Д.А.

Принял: ст. преподаватель

Мокеров Д.С.

Нижний Новгород, 2019



Введение

В практике эксплуатации автомобилей иногда возникает необходимость определить параметры двигателя, которые не всегда бывают указаны в его технической характеристике. Например, полный объем цилиндров двигателя, объем камер сгорания, радиус кривошипа коленчатого вала, диаметр цилиндра, ход поршня и другие.

Необходимость в определении неизвестных показателей может возникнуть и при решении задач изменения мощностных параметров двигателя без изменения его рабочего объема, но за счет изменения объема камеры сгорания и степени сжатия.

Снижение мощностных показателей для работы автомобилей в условиях, где не требуется высокая скорость, может быть обеспечено за счет уменьшения степени сжатия. При этом может быть достигнута экономия за счет применения топлива с более низким октановым числом.

Цель работы - освоить методику определения расчетным путем неизвестных параметров двигателя по заданным.

двигатель мощность автомобиль сгорание



1. Исходные данные

ГАЗ 31022У

Т_max=206 Н*м;

n_T=4200 ?мин?^(-1);

i_1=3,618;

i_2=2,188;

i_3=1,304;

i_4=1,0;

i_5=0,794;

i_(г.п.)=3,9;

Р_max=110,2 кВт;

n_р=5200 ?мин?^(-1);

шины - 195/65 R15;

М_гр=2020 кг;

М_1=798,6 кг;

h_g=0,57 м;

двигатель ЗМЗ 4062;

B=1,438 м;

H=1,8 м;

i=2,8 м;

W=2,3 л; е=9,5.

2. Скоростная характеристика двигателя

Расчет внешней скоростной характеристики производится по формуле

Peрасч=Pemax*[a*(we/wp)+b*(we/wp)2-c*(we/wp)3],



где a,b,c - коэффициенты, зависящие от типа и конструкции двигателя;

Pe, we - текущие значения мощности и угловой скорости вращения коленчатого вала двигателя;

Pemax, wp - максимальная мощность двигателя и угловая скорость вращения вала при максимальной мощности.

Для построения этой характеристики необходимо определить угловую скорость вращения коленчатого вала при максимальной мощности Pemax и Temax

Wp=(2р*np)/60=(2*3,14*5200)/60=544,26

WT=(2р*nT)/60=(2*3,14*4200)/60=439,6

Коэффициент приспособляемости двигателя по моменту kT определяется по формуле:

kT= Temax/Tp=206/202,4=1,017

где Tp - крутящий момент двигателя при максимальной мощности.

Tp=(1000* Pemax)/ Wp=(1000*110,2)/ 544,26=202,4

Коэффициент приспособляемости двигателя по угловой скорости вращения kw определяется по формуле:

kw= Wp/ WT=544,26/439,6=1,23

Коэффициенты a,b и c рассчитываются по уравнениям



a= (kT* kw*(2- kw)-1)/( kw*(2- kw)-1)=( 1,017*1,23*(2-1,23)-1)/(1,23*(2-1,23)-1)=0,69

b=(-2* kw*( kT-1))/( kw*(2- kw)-1)=(-2*1,23*(1,017-1))/(1,23*(2-1,23)-1)=1,79

c=(- kw2*( kT-1))/( kw*(2- kw)-1)= (-1,232*(1,017-1))/(1,23*(2-1,23)-1)= -0,48

Коэффициенты a,b и c для современных бензиновых двигателей с распределенным впрыском топлива имеют значения a= 0…0,3; b=2,4…3,0; c= 1,7…2,0.

При выборе значений a,b и c из указанных диапазонов должны выполняться обязательные условия : b=3-2a и c=2-a

Выполняем проверку:

a+b-c=1, a+2b-3c=0

Результаты проверки не соответствуют требованиям уравнений, поэтому коэффициенты a,b и c выбираем из ранее рекомендуемых: a=0,1; b=3-2a=2,8; c=2-a=1,9.

Для расчета внешней скоростной характеристики выбираем шесть значений угловой скорости вращения коленчатого вала от wmin до wmax и для каждого значения we рассчитывается мощность двигателя с учетом значений a,b и c.

Peрасч=Pemax*[a*(we/wp)+b*(we/wp)2-c*(we/wp)3]

Аналогичный расчет мощности двигателя выполняется для всех выбранных частот вращения коленчатого вала. Все значения заносятся в таблицу 1.

Pe(80)расч=110,2*[0,1*(80/544,26)+2,8*(80/544,26)2-1,9*(80/544,26)3]=7,62

Pe(180)расч=53*[0,1*(180/586,13)+2,8*(180/586,13)2-1,9*(180/586,13)3]=29,82

Pe(280)расч=53*[0,1*(280/586,13)+2,8*(280/586,13)2-1,9*(280/586,13)3]=58,82

Pe(380)расч=53*[0,1*(380/586,13)+2,8*(380/586,13)2-1,9*(380/586,13)3]=86,84

Pe(480)расч=53*[0,1*(480/586,13)+2,8*(480/586,13)2-1,9*(480/586,13)3]= 106,08

Pe(580)расч=53*[0,1*(580/586,13)+2,8*(580/586,13)2-1,9*(580/586,13)3]=108,76

Крутящий момент двигателя в зависимости от мощности и угловой скорости вращения коленчатого вала определяются по формуле:

Teрасч=(1000* Peрасч)/ we

Te(80)расч=(1000*7,62)/80=95,25

Te(180)расч=(1000*29,82)/180=165,6

Te(280)расч=(1000*58,82)/280=210,07

Te(380)расч=(1000*86,84)/380=228,5

Te(480)расч=(1000*106,08)/480=221

Te(580)расч=(1000*108,76)/580=187,5

Мощность Pe и крутящий момент Te двигателя рассчитываются с учетом коэффициентов стендовых (kc=0,95…0,97) и подкапотных (kп=0,9…0,98) потерь, по формулам:

Pe= Peрасч * kc* kп

Te= Teрасч * kc* kп



Принимаем kc=0,96 и kп=0,96

Аналогичный расчет Pe и Te производится для всех значений угловой скорости. Полученные результаты заносим в таблицу 1.

Pe(80)= 7,62*0,96*0,96=7,02

Pe(180)= 29,82*0,96*0,96=27,4

Pe(280)= 58,82*0,96*0,96=54,2

Pe(380)= 86,84*0,96*0,96=80,03

Pe(480)= 106,08*0,96*0,96=97,7

Pe(580)= 108,76*0,96*0,96=100,2

Te(80)= 95,25*0,96*0,96=87,7

Te(180)= 165,6*0,96*0,96=152,6

Te(280)= 210,07*0,96*0,96=193,6

Te(380)= 228,5*0,96*0,96=210,5

Te(480)= 221*0,96*0,96=203,6

Te(580)= 187,5*0,96*0,96=172,8

Значение мощности и крутящего момента двигателя в зависимости от частоты вращения коленчатого вала.

we,с-1	80	180	280	380	480	580
Peрасч,кВт	7,62	29,82	58,82	86,84	106,08	108,76
Teрасч,H.м	95,25	165,6	210,07	228,5	221	187,5
Pe,кВт	7,02	27,4	54,2	80,03	97,7	100,2
Te,H.м	87,7	152,6	193,6	210,5	203,6	172,8

По результатам этого расчета строим графики внешней скоростной характеристики двигателя.



3. Тяговая характеристика двигателя

Необходимая для построения тяговой характеристики тяговая сила на ведущих колесах рассчитывается на всех передачах по формуле

FT=(Te*ui*uгп*?тр)/rд



Для учета потерь в трансмиссии удобнее использовать КПД трансмиссии ?тр.

Принимаем: переднеприводные легковые автомобили с продольным расположением двигателя - 0,91 - 0,94

?тр=0,93

Для различных типов шинрадиус колеса определяется по ГОСТ или по формуле

rд=rk=0,5d+?z*?ш*Bш

где d - диаметр обода колеса;

?z - коэффициент вертикальной деформации шины, ?z=0,8 - 0,86;

?ш - коэффициент высоты профиля шины ?ш=Hш/Bш;

Bш - ширина профиля шины;

Hш - высота профиля шины.

rд=0,5*15+0,83*3*195=492,05

Тяговая сила на первой передаче при u1=3,618

FT1(80)=(87,7*3,618*3,9*0,93)/ 492,05=2,33

FT1(180)= (152,6*3,636*3,9*0,93)/ 492,05=4,08

FT1(280)= (193,6*3,636*3,9*0,93)/ 492,05=5,18

FT1(380)= (210,5*3,636*3,9*0,93)/ 492,05=5,64

FT1(480)= (203,6*3,636*3,9*0,93)/ 492,05=5,45

FT1(580)= (172,8*3,636*3,9*0,93)/492,05=4,63

Тяговая сила на второй передаче при u2=2,188

FT2(80)=(87,7*2,188*3,9*0,93)/ 492,05=1,41

FT2(180)= (152,6*2,188*3,9*0,93)/ 492,05=2,46

FT2(280)= (193,6*2,188*3,9*0,93)/ 492,05=3,12

FT2(380)= (210,5*2,188*3,9*0,93)/ 492,05=3,39

FT2(480)= (203,6*2,188*3,9*0,93)/ 492,05=3,28

FT2(580)= (172,8*2,188*3,9*0,93)/ 492,05=2,78

Тяговая сила на третьей передаче при u3=1,304

FT3(80)=(87,7*1,304*3,9*0,93)/ 492,05=0,84

FT3(180)= (152,6*1,304*3,9*0,93)/ 492,05=1,46

FT3(280)= (193,6*1,304*3,9*0,93)/ 492,05=1,86

FT3(380)= (210,5*1,304*3,9*0,93)/ 492,05=2,02

FT3(480)= (203,6*1,304*3,9*0,93)/ 492,05=1,95

FT3(580)= (172,8*1,304*3,9*0,93)/ 492,05=1,66

Тяговая сила на четвертой передаче при u4=1,0

FT4(80)=(87,7*1,0*3,9*0,93)/ 492,05=0,64

FT4(180)= (152,6*1,0*3,9*0,93)/ 492,05=1,12

FT4(280)= (193,6*1,0*3,9*0,93)/ 492,05=1,42

FT4(380)= (210,5*1,0*3,9*0,93)/ 492,05=1,55

FT4(480)= (203,6*1,0*3,9*0,93)/ 492,05=1,5

FT4(580)= (172,8*1,0*3,9*0,93)/ 492,05=1,27

Тяговая сила на пятой передаче при u5=0,794

FT5(80)=(87,7*0,794*3,9*0,93)/ 492,05=0,51

FT5(180)= (152,6*0,794*3,9*0,93)/ 492,05=0,89

FT5(280)= (193,6*0,794*3,9*0,93)/ 492,05=1,13

FT5(380)= (210,5*0,794*3,9*0,93)/ 492,05=1,23

FT5(480)= (203,6*0,794*3,9*0,93)/ 492,05=1,19

FT5(580)= (172,8*0,794*3,9*0,93)/ 492,05=1,01

Результаты расчета сводятся в таблицу 3.

Скорость автомобиля определяется на всех передачах коробки передач по формуле

Va=(we*rk)/(ui*uгп)

Скорость автомобиля на первой передаче при u1=3,618

Va1(80)=(80*492,05)/( 3,618*3,706)=2,9

Va1(180)= (180*492,05)/( 3,618*3,706)=6,6

Va1(280)= (280*492,05)/( 3,618*3,706)=10,2

Va1(380)= (380*492,05)/( 3,618*3,706)=13,9

Va1(480)= (480*492,05)/( 3,618*3,706)=17,6

Va1(580)= (580*492,05)/( 3,618*3,706)=21,2

Скорость автомобиля на второй передаче при u2=2,188

Va2(80)=(80*492,05)/( 2,188*3,706)=4,8

Va2(180)= (180*492,05)/( 2,188*3,706)=13,4

Va2(280)= (280*492,05)/( 2,188*3,706)=16,9

Va2(380)= (380*492,05)/( 2,188*3,706)=23

Va2(480)= (480*492,05)/( 2,188*3,706)=29,1

Va2(580)= (580*492,05)/( 2,188*3,706)=35,1

Скорость автомобиля на третьей передаче при u3=1,304

Va3(80)=(80*492,05)/( 1,304*3,706)=8,1

Va3(180)= (180*492,05)/( 1,304*3,706)=18,3

Va3(280)= (280*492,05)/( 1,304*3,706)=28,5

Va3(380)= (380*492,05)/( 1,304*3,706)=38,6

Va3(480)= (480*492,05)/( 1,304*3,706)=48,8

Va3(580)= (580*492,05)/( 1,304*3,706)=59

Скорость автомобиля на четвертой передаче при u4=1,0

Va4(80)=(80*492,05)/( 1,0*3,706)=10,6

Va4(180)= (180*492,05)/( 1,0*3,706)=23,8

Va4(280)= (280*492,05)/( 1,0*3,706)=37,1

Va4(380)= (380*492,05)/( 1,0*3,706)=50,4

Va4(480)= (480*492,05)/( 1,0*3,706)=63,7

Va4(580)= (580*492,05)/( 1,0*3,706)=77

Скорость автомобиля на пятой передаче при u5=0,794

Va5(80)=(80*492,05)/( 0,794*3,706)=13,7

Va5(180)= (180*492,05)/( 0,794*3,706)=30

Va5(280)= (280*492,05)/( 0,794*3,706)=46,8

Va5(380)= (380*492,05)/( 0,794*3,706)=63,5

Va5(480)= (480*492,05)/( 0,794*3,706)=80,2

Va5(580)= (580*492,05)/( 0,794*3,706)=96,9

Результаты расчета сводятся в таблицу 3.

Расчет f производится при тех же скоростях автомобиля, при которых были произведены расчеты тяговой силы на высшей передаче по формуле

f=f0*(1+A*Va2)

Коэффициент f0 сопротивление качению колес автомобиля при движении в различных дорожных условиях.

Таблица 2. Значения коэффициента сопротивления качению f0автомобильных колес для различных дорожных покрытий

Типыдорожногопокрытия	f0
Асфальт	0,008 - 0,015
Булыжноепокрытие	0,02 - 0,025
Сухойгрунт	0,025 - 0,03
Грунтоваядорогапоследождя	0,05 - 0,15
Обледенелаядорога, лед	0,015 - 0,03
Укатаннаяснежнаядорога	0,03 - 0,05
Рыхлыйснег	0,1 - 0,3

Выбираем значение f0= 0,01.

Коэффициент A=0,002 - 0,006 - коэффициент, учитывающий влияние скорости движения на изменение f0. A=0,003

f(80)=0,01*(1+0,003*13,72)=0,015

f(180)= 0,01*(1+0,003*302)=0,037

f(280)= 0,01*(1+0,003*46,82)=0,075

f(380)= 0,01*(1+0,003*63,52)=0,130

f(480)= 0,01*(1+0,003*80,22)=0,202

f(580)= 0,01*(1+0,003*96,92)=0,291

Результаты расчета сводятся в таблицу 3.

Расчет силы сопротивления качению автомобиля производится по формуле

Ff=f*Ga

Ff(80)=0,015*14,5=0,217

Ff(180)=0,037*14,5=0,536

Ff(280)=0,075*14,5=1,087

Ff(380)=0,130*14,5=1,885

Ff(480)=0,202*14,5=2,929

Ff(580)=0,291*14,5=4,219

Результаты расчета сводятся в таблицу 3.

Сила сопротивления воздуха Fwx рассчитывается по формуле

Fwx=0,5*Cx*сB*aп*Bг*Hг*va2,

где Cx - коэффициент обтекаемости автомобиля(для легковых автомобилей Cx =0,28….0,38);

сB - плотность воздуха сB =1,225кг/м3;

aп - коэффициент полноты сечения (для легковых aп =0,75….0,8);

Bг - габаритная ширина автомобиля;

Hг - габаритная высота автомобиля.

Fwx(80)=0,5*0,33*1,225*0,77*1,8*1,54*13,72=0,08

Fwx(180)= 0,5*0,33*1,225*0,77*1,8*1,54*302=0,38

Fwx(280)= 0,5*0,33*1,225*0,77*1,8*1,54*46,82=9,94

Fwx(380)= 0,5*0,33*1,225*0,77*1,8*1,54*63,52=1,73

Fwx(480)= 0,5*0,33*1,225*0,77*1,8*1,54*80,22=2,77

Fwx(580)= 0,5*0,33*1,225*0,77*1,8*1,54*96,92=4,05

Результаты расчета сводятся в таблицу 3.



Таблица 3.

Результаты расчетов тяговой характеристики и сил суммарного сопротивления движению автомобиля

We,c-1	80	180	280	380	480	580
FT1,кH	2,33	4,08	5, 18	5,64	5,45	4,63
FT2,кH	1,41	2,46	3,12	3,39	3,28	2,78
FT3,кH	0,84	1,46	1,86	2,02	1,95	1,66
FT4,кH	0,64	1,12	1,42	1,55	1,5	1,27
FT5,кH	0,51	0,89	1,13	1,23	1,19	1,01
Va1,м/с	2,9	6,6	10,2	13,9	17,6	21,2
Va2,м/с	4,8	13,4	16,9	23	29,1	35,1
Va3,м/с	8,1	18,3	28,5	38,6	48,8	59
Va4,м/с	10,6	23,8	37,1	50,4	63,7	77
Va5,м/с	13,7	30	46,8	63,5	80,2	96,9
f	0,015	0,037	0,075	0,130	0,202	0,291
Ff,кH	0,217	0,536	1,087	1,885	2,929	4,219
Fwx,кH	0,08	0,38	9,94	1,73	2,77	4,05
Ff +Fwx,кH	0,232	0,574	11,027	3.615	5,69	8,26

Строим графическую зависимость тяговой силы от скорости движения автомобиля на соответствующих передачах

Рис.4. Тяговая характеристика автомобиля



Точка пересечения тяговой силы и кривой Ff +Fwx определяет максимальную скорость автомобиля, которая по графику составляет 35м/с или 35м/с*3,6=126 км/ч.

Баланс мощности автомобиля

Производим вычисления:

PT=Pk=Pe*?T

Pk(80)=2,9*0,93=2,69

Pk(180)= 27,4*0,93=25,48

Pk(280)= 54,2*0,93=50,40

Pk(380)= 80,03*0,93=74,42

Pk(480)= 97,7*0,93=90,86

Pk(580)= 100,2*0,93=93,18

Результаты расчета сводятся в таблицу 4.

Вычисляем мощности, затрачиваемые на преодоление сопротивления качению Pf=Ff*va, мощности, затрачиваемые на преодоление сопротивления воздуха Pwx=Fwx*va, и определяем их суммы Pf+ Pwx

Pf(80)= 0,217*13,7=2,97

Pf(180)= 0,536*30=16,08

Pf(280)= 1,087*46,8=50,87

Pf(380)= 1,885*63,5=119,69

Pf(480)= 2,929*80,2=234,90

Pf(580)= 4,219*96,9=408,82

Pwx(80)= 0,08*13,7=15,01

Pwx(180)= 0,38*30=342

Pwx(280)= 9,94*46,8=465,19

Pwx(380)= 1,73*63,5=109,85

Pwx(480)= 2,77*80,2=222,15

Pwx(580)= 4,05*96,9=392,44

Результаты расчета сводятся в таблицу 4.

Таблица 4. Результаты расчета мощностного баланса автомобиля

We,c-1	80	180	280	380	480	580
Pe,кВт	7,02	27,4	54,2	80,03	97,7	100,2
Pk,кВт	2,69	25,48	50,40	74,42	90,86	93,18
Pf,кВт	2,97	16,08	50,87	119,69	234,90	408,82
Pwx,кВт	15,01	342	465,19	109,85	222,15
Pf +Pwx,кВт	17,98	358,08	516,06	229,54	457,05	801,26

Строим графические зависимости.

Рис.5.График мощностного баланса автомобиля

Динамическая характеристика автомобиля

Производим вычисленияFwx при скорости движения на каждай передаче берем по соответствующим значениям vaиз таблици 3.



Fwx=0,5*Cx*сB*aп*Bг*Hг*va2

Первая передача u1=3,618

Ввиду малой скорости можно считать Fwx=0

Вторая передача u2=2,188

Fwx(80)=0,5*0,33*1,225*0,77*1,8*1,54*4,82=0,009

Fwx(180)=0,5*0,33*1,225*0,77*1,8*1,54*13,42=0,077

Fwx(280)=0,5*0,33*1,225*0,77*1,8*1,54*16,92=0,123

Fwx(380)=0,5*0,33*1,225*0,77*1,8*1,54*232=0,228

Fwx(480)=0,5*0,33*1,225*0,77*1,8*1,54*29,12=0,365

Fwx(580)=0,5*0,33*1,225*0,77*1,8*1,54*35,12=0,531

Третья передача u3= 1,304

Fwx(80)=0,5*0,33*1,225*0,77*1,8*1,54*8,12=0,028

Fwx(180)=0,5*0,33*1,225*0,77*1,8*1,54*18,32=0,144

Fwx(280)=0,5*0,33*1,225*0,77*1,8*1,54*28,52=0,350

Fwx(380)=0,5*0,33*1,225*0,77*1,8*1,54*38,62=0,642

Fwx(480)=0,5*0,33*1,225*0,77*1,8*1,54*48,82=1,027

Fwx(580)=0,5*0,33*1,225*0,77*1, 8*1,54*592=1,501

Четвертая передача u4=1,0

Fwx(80)=0,5*0,33*1,225*0,77*1,8*1,54*10,62=0,048

Fwx(180)=0,5*0,33*1,225*0,77*1,8*1,54*23,82=0,244

Fwx(280)=0,5*0,33*1,225*0,77*1,8*1,54*37,12=0,593

Fwx(380)=0,5*0,33*1,225*0,77*1,8*1,54*50,42=1,095

Fwx(480)=0,5*0,33*1,225*0,77*1,8*1,54*63,72=1,75

Fwx(580)=0,5*0,33*1,225*0,77*1, 8*1,54*772=2,55

Пятая передача u5=0,794

Fwx(80)=0,5*0,33*1,225*0,77*1,8*1,54*

Fwx(180)=0,5*0,33*1,225*0,77*1,8*1,54*

Fwx(280)=0,5*0,33*1,225*0,77*1,8*1,54*

Fwx(380)=0,5*0,33*1,225*0,77*1,8*1,54*

Fwx(480)=0,5*0,33*1,225*0,77*1,8*1,54*

Fwx(580)=0,5*0,33*1,225*0,77*1, 8*1,54*

Результаты расчета сводятся в таблицу 5

Расчет динамического фактора D производим по формуле

D=(FT - Fwx)/Ga

Первая передача

D1(80)=( 2,33-0)/14,5=0,16

D(180)=(4,08-0)/14,5=0,28

D(280)=(5, 18 -0)/14,5=0,357

D(380)=(5,64-0)/14,5=0,388

D(480)=(5,45-0)/14,5=0,375

D(580)=(4,63-0)/14,5=0,319

Вторая передача

D(80)= (0,84-0,009)/14,5=0,057

D(180)= (1,46-0,077)/14,5=0,095

D(280)= (1,86-0,123)/14,5=0,119

D(380)= (2,02-0,228)/14,5=0,123

D(480)= (1,95-0,365)/14,5=0,109

D(580)= (1,66-0,531)/14,5=0,077

Третья перердача

D(80)= (0,64-0,028)/14,5=0,042

D(180)= (1,12-0,144)/14,5=0,067

D(280)= (1,42-0,350)/14,5=0,073

D(380)= (1,55-0,642)/14,5=0,062

D(480)= (1,5-1,027)/14,5=0,032

D(580)= (1,27-1,501)/14,5=0,015

Четвертая передача

D(80)= (0,51-0,048)/14,5=0,031

D(180)= (0,89-0,244)/14,5=0,044

D(280)= (1,13-0,593)/14,5=0,037

D(380)= (1,23-1,095)/14,5=0,009

D(480)= (1,19-1,75)/14,5=0,03

D(580)= (1,01-2,55)/14,5=0,106

Пятая передача

D(80)= (0,51-0,16)/14,5=0,024

D(180)= (0,89-0,28)/14,5=0,042

D(280)= (1,13-0,357)/14,5=0,053

D(380)= (1,23-0,388)/14,5=0,058

D(480)= (1,19-0,375)/14,5=0,056

D(580)= (1,01-0,319)/14,5=0,047

Результаты расчета сводятся в таблицу 5.

Таблица 5. Результаты расчета динамического фактора автомобиля

Перваяпередача	Va1,м/с	2,9	6,6	10,2	13,9	17,6	21,2
	FT1,кH	2,33	4,08	5,18	5,64	5,45	4,63
	Fwx,кH	0,003	0,018	0,044	0,083	0,133	0,193
	D	0,16	0,28	0,357	0,388	0,375	0,319
Втораяпередача	Va2,м/с	4,8	13,4	16,9	23	29,1	35,1
	FT2,кH	1,41	2,46	3,12	3,39	3,28	2,78
	Fwx,кH	0,009	0,077	0,123	0,228	0,365	0,531
	D	0,057	0,095	0,119	0,123	0,109	0,077
Третья передача	Va3,м/с	8,1	18,3	28,5	38,6	48,8	59
	FT3,кH	0,84	1,46	1,86	2,02	1,95	1,66
	Fwx,кH	0,028	0,144	0,350	0,642	1,027	1,5
	D	0,042	0,067	0,073	0,062	0,032	0,015
Четвертаяпередача	Va4,м/с	10,6	23,8	37,1	50,4	63,7	77
	FT4,кH	0,64	1,12	1,42	1,55	1,5	1,27
	Fwx,кH	0,048	0,244	0,593	1,095	1,642	2,557
	D	0,031	0,044	0,037	0,009	0,03	0,106
Пятаяпередача	Va5,м/с	13,7	30	46,8	63,5	80,2	96,9
	FT5,кH	0,51	0,89	1,13	1,23	1,19	1,01
	Fwx,кH	0,16	0,28	0,357	0,388	0,375	0,024
	D	0,024	0,042	0,053	0,058	0,056	0,047

Строим графическую зависимость

Рис.6. Динамическая характеристика автомобиля

4. Ускорение автомобиля

Рассчитываем значения вращающихся масс дi для каждой передачи. Используем для вычисления формулу

дi=1+?1*ui2+ ?2,

где ?1=0,04; ?2=0,05

Для первой передачи

д1=1+0,04*3,6182+0,05=1,57

Для второй передачи

д2=1+0,04*2,1882+0,05=1,24

Для третьей передачи

д3=1+0,04*1,3042+0,05=1,11

Для четвертой передачи

д4= 1+0,04*1,02+0,05=1,09

Для пятой передачи

д5=1+0,04*0,7942+0,05=1,07

Результаты расчета сводятся в таблицу 6

Находим f для всех расчетных скоростей по формуле

f=f0*(1+A*va2)

Для первой передачи

f(80)= 0,01*(1+0,003*2,92)=0,01

f(180)= 0,01*(1+0,003*6,62)=0,01

f(280)= 0,01*(1+0,003*10,22)=0,01

f(380)= 0,01*(1+0,003*13,92)=0,01

f(480)= 0,01*(1+0,003*17,62)=0,01

f(580)= 0,01*(1+0,003*21,22)=0,02

Для второй передачи

f(80)= 0,01*(1+0,003*4,82)= 0,01

f(180)= 0,01*(1+0,003*13,42)= 0,01

f(280)= 0,01*(1+0,003*16,92)= 0,01

f(380)= 0,01*(1+0,003*232)= 0,02

f(480)= 0,01*(1+0,003*29,12)= 0,03

f(580)= 0,01*(1+0,003*35,12)= 0,04

Для третьей передачи

f(80)= 0,01*(1+0,003*8,12)=0,01

f(180)= 0,01*(1+0,003*18,32)=0,02

f(280)= 0,01*(1+0,003*28,52)=0,03

f(380)= 0,01*(1+0,003*38,62)=0,05

f(480)= 0,01*(1+0,003*48,82)=0,08

f(580)= 0,01*(1+0,003*592)=0,11

Для четвертой передачи

f(80)= 0,01*(1+0,003*10,62)=0,01

f(180)= 0,01*(1+0,003*23,82)=0,02

f(280)= 0,01*(1+0,003*37,12)=0,05

f(380)= 0,01*(1+0,003*50,42)=0,08

f(480)= 0,01*(1+0,003*63,72)=0,13

f(580)= 0,01*(1+0,003*772)=0,18

Для пятой передачи

f(80)= 0,01*(1+0,003*13,72)=0,01

f(180)= 0,01*(1+0,003*302)=0,03

f(280)= 0,01*(1+0,003*46,82)=0,07

f(380)= 0,01*(1+0,003*63,52)=0,13

f(480)= 0,01*(1+0,003*80,22)=0,2

f(580)= 0,01*(1+0,003*96,92)=0,29

Результаты расчета сводятся в таблицу 6.

Вычисляем величины максимальных ускорений ax по формуле, где Ш=f

ax=((D-Ш)*g)/ дi

Для первой передачи

ax1(80)=((0,16-0,01)*9,81)/1,57=0,93

ax1(180)= ((0,28-0,01)*9,81)/1,57=1,68

ax1(280)= ((0,357-0,01)*9,81)/1,57=2,16

ax1(380)= ((0,388-0,01)*9,81)/1,57=2,36

ax1(480)= ((0,375-0,01)*9,81)/1,57=2,28

ax1(580)= ((0,319-0,02)*9,81)/1,57=1,86

Для второй передачи

ax2(80)= ((0,057-0,01)*9,81)/1,24=0,37

ax2(180)= ((0,095-0,01)*9,81)/1,24=0,67

ax2(280)= ((0,119-0,01)*9,81)/1,24=0,86

ax2(380)= ((0,123-0,02)*9,81)/1,24=0,81

ax2(480)= ((0,109-0,03)*9,81)/1,24=0,62

ax2(580)= ((0,077-0,04)*9,81)/1,24=0,29

Для третьей передачи

ax3(80)= ((0,042-0,01)*9,81)/1,11=0,28

ax3(180)= ((0,067-0,02)*9,81)/1,11=0,41

ax3(280)= ((0,073-0,03)*9,81)/1,11=0,38

ax3(380)= ((0,062-0,05)*9,81)/1,11=0,10

ax3(480)= ((0,032-0,08)*9,81)/1,11=0,42

ax3(580)= ((0,015-0,11)*9,81)/1,11=0,83

Для четвертой передачи

ax4(80)= ((0,031-0,01)*9,81)/1,09=0,18

ax4(180)= ((0,044-0,02)*9,81)/1,09=0,21

ax4(280)= ((0,037-0,05)*9,81)/1,09=0,11

ax4(380)= ((0,009-0,08)*9,81)/1,09=0,63

ax4(480)= ((0,03-0,13)*9,81)/1,09=0,9

ax4(580)= ((0,0106-0,18)*9,81)/1,09=1,52

Для пятой передачи

ax5(80)= ((0,024-0,01)*9,81)/1,07=0,12

ax5(180)= ((0,042-0,03)*9,81)/1,07=0,11

ax5(280)= ((0,053-0,07)*9,81)/1,07=0,15

ax5(380)= ((0,058-0,13)*9,81)/1,07=0,66

ax5(480)= ((0,056-0,2)*9,81)/1,07=1,32

ax5(580)= ((0,047-0,29)*9,81)/1,07=2,22

Результаты расчета сводятся в таблицу 6.



Коэффициентсцепления	Vн,км/ч	20	40	60	80	100
цx=0,3	Sт,м	5,25	21	47,2	84	131,1
	Sо,м	9,5	29,4	59,9	100,9	152,2
цx=0,8	Sт,м	2	7,9	17,7	31,5	49,2
	Sо,м	6,2	16,3	30,4	48,5	70,3

Рис.7. График максимальных ускорений автомобиля

5 Тормозной путь

Определить зависимость минимального и остановочного тормозного пути автомобиля при торможении на горизонтальном участке дороги с сухим асфальтобетонном покрытии (цx=0,8) и мокром грунтовым участке дороги (цx=0,3) в зависимости от скорости движения (vн=20;40;60;80;100км/ч) до полной остановки (vк=0). Время реакции водителя tрв=0,6с, время запаздывания срабатывания тормозного привода tз=0,1с , время нарастания замедления tн=0,12с.

Определим максимальное замедление по формуле:

aфmax=g* цx



aфmax=9,81*0,8=7,848м/с2

aфmax=9,81*0,3=2,943м/с2

Начальная скорость автомобиля равна:

vн=20км/ч=5,56м/с

vн=40км/ч=11,1м/с

vн=60км/ч=16,67м/с

vн=80км/ч=22,2м/с

vн=100км/ч=27,78м/с

Определяем минимальный и остановочный тормозные пути автомобиля.

При цx=0,3

Sт(20)=5,562/2*9,81*0,3=5,25

Sт(40)= 11,12/2*9,81*0,3=21

Sт(60)= 16,672/2*9,81*0,3=47,2

Sт(80)= 22,22/2*9,81*0,3=84

Sт(100)= 27,782/2*9,81*0,3=131,1

Sо(20)= 5,56*(0,6+0,1+0,5*0,12)+5,25=9,5

Sо(40)= 11,1*(0,6+0,1+0,5*0,12)+21=29,4

Sо(60)= 16,67*(0,6+0,1+0,5*0,12)+47,2=59,9

Sо(80)= 22,2*(0,6+0,1+0,5*0,12)+84=100,9

Sо(100)= 27,78*(0,6+0,1+0,5*0,12)+131,1=152,2

При цx=0,8

Sт(20)= 5,562/2*9,81*0,8=2

Sт(40)= 11,12/2*9,81*0,8=7,9

Sт(60)= 16,672/2*9,81*0,8=17,7

Sт(80)= 22,22/2*9,81*0,8=31,5

Sт(100)= 27,782/2*9,81*0,8=49,2

Sо(20)= 5,56*(0,6+0,1+0,5*0,12)+2=6,2

Sо(40)= 11,1*(0,6+0,1+0,5*0,12)+7,9=16,3

Sо(60)= 16,67*(0,6+0,1+0,5*0,12)+17,7=30,4

Sо(80)= 22,2*(0,6+0,1+0,5*0,12)+31,5=48,5

Sо(100)= 27,78*(0,6+0,1+0,5*0,12)+49,2=70,3

Результаты расчета сводятся в таблицу 7.

Таблица 7. Результаты расчетов тормозного и остановочного пути автомобиля.

Коэффициентсцепления	Коэффициент изменения нагрузки на переднюю ось	Коэффициент изменения нагрузки на заднюю ось
цx=0,2	m1 =1,08	m2=0,92
цx=0,5	m1 =1,19	m2=0,81
цx=0,8	m1 =1,31	m2=0,69

По результатам расчетов строим графическую зависимость.

Рис.8. Зависимость тормозного и остановочного пути автомобиля от начальной скорости торможения

6. Распределение тормозных сил между осями автомобиля

Определяем коэффициенты изменения реакции m1 и m2 для автомобиля при аварийном торможении на горизонтальном участке дороги при коэффициентах сцепления цx=0,2; цx=0,5; цx=0,8. Полный вес автомобиля Ga=14,5кН, высота центра масс hg=0,54м. Масса , приходящаяся на переднюю осьM1=740кг.Вес,приходящийся на переднюю ось G1=M1*g=740*9,81=7,3 кН.

Находим расстояние b от задней оси до центра масс:

b=(G1*L)/Ga=(7,3*2,8)/14,5=1,4м

Находим расстояние a от передней оси до центра масс:

a+b=L; a=L-b=2,8-1,4=1,4м

Рассчитываем коэффициенты изменения нагрузок m1 и m2 по формуле

m1 =1+(цx * hg )/b и m2=1-( цx * hg )/a

Прицx=0,2

m1 =1+(цx * hg )/b=1+(0,2*0,54)/1,4=1,08

m2=1-( цx * hg )/a=1-(0,2*0,54)/1,4=0,92

Прицx=0,5

m1 =1+(цx * hg )/b=1+(0,5*0,54)/1,4=1,19

m2=1-( цx * hg )/a=1-(0,5*0,54)/1,4=0,81

Прицx=0,8

m1 =1+(цx * hg )/b=1+(0,8*0,54)/1,4=1,31

m2=1-( цx * hg )/a=1-(0,8*0,54)/1,4=0,69

По полученным результатам строим график перераспределения нагрузок по осям автомобиля.

Контрольные вопросы

Назовите, что включает в себя полный объем цилиндра двигателя.

Полный объем цилиндра -- равен сумме рабочего объема и объема камеры сгорания.

Рабочий объем двигателя (литраж) складывается из рабочих объемов всех цилиндров.

Что такое рабочий объем двигателя, приведите его формулу ?

Рабочий объем цилиндра -- пространство, которое освобождает поршень при движении от верхней до нижней мертвой точки.

Последняя является крайним положением поршня на наименьшем удалении от коленвала.

Что такое степень сжатия двигателя, приведите формулу определения ?

Степень сжатия -- отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания. Этот параметр показывает, во сколько раз уменьшается полный объем при перемещении поршня из нижней мертвой точки в верхнюю. Длябензиновыхдвигателейопределяетоктановоечислоприменяемоготоплива.

Как, с минимальными затратами улучшить динамические качества автомобиля ?

Облегчение автомобиля.

В каких условиях эксплуатации может быть выгодно снижение степени сжатия двигателя ?

Важно понимать, на что влияет степень сжатия двигателя: от нее прямо зависит компрессия и мощность. Если сделать сжатие больше, силовой агрегат получит больший КПД, поскольку уменьшится удельный расход горючего.

Степень сжатия бензинового двигателя определяет, горючее с каким октановым числом он будет потреблять. Если топливо низкооктановое, это приведет к неприятному явлению детонации, а слишком высокое октановое число вызовет нехватку мощности - двигатель с малой компрессией просто не сможет обеспечивать нужное сжатие.



Заключение

В данной контрольной работе был произведен расчет из ходя предоставленных данных.

Главная цель данной работы была достигнута и освоено определение расчетным путем неизвестных параметров двигателя по заданным значениям.

В практике эксплуатации автомобилей иногда возникает необходимость определить параметры двигателя, которые не всегда бывают указаны в его технической характеристике. Например, полный объем цилиндров двигателя, объем камер сгорания, радиус кривошипа коленчатого вала, диаметр цилиндра, ход поршня и другие.

Необходимость в определении неизвестных показателей может возникнуть и при решении задач изменения мощностных параметров двигателя без изменения его рабочего объема, но за счет изменения объема камеры сгорания и степени сжатия.

Снижение мощностных показателей для работы автомобилей в условиях, где не требуется высокая скорость, может быть обеспечено за счет уменьшения степени сжатия. При этом может быть достигнута экономия за счет применения топлива с более низким октановым числом.



Список использованной литературы

1. А.В .Богатырев и др. “Автомобили” - М., Колосс, 2004

2. В.К. Вахламов “Автомобили: основы конструкции”.Учебник, 2004

3. Краткий автомобильный справочник М. 1994, 459с.

4. Расчет тягово-скоростных и тормозных свойств автомобиля. Учебно-методическое пособие/Н.Н. Димов, А.Г.Китов, В.Д.Запойнов, В.И.Федин.-Н.Новгород:ВГИПУ,2011.-55с.

5. Тех.характеристики автомобиля http://www.autonavigator.ru/catalog/cars/GAZ/31022/1997-2008_Wagon_5_door/310221_2.3_MT_(131_hp)_2000-2008/

Размещено на Allbest.ru

...