Введение
Данная курсовая работа предназначена для закрепления знаний студентов по дисциплинам «Теория движения автомобиля», «Автомобили» (ч, 2) и «Технические средства и их эксплуатационные свойства».
При выполнении курсовой работы производится анализ тягово-скоростных и топливно-экономических свойств автомобиля ВАЗ-2105. При анализе тягово-скоростных и топливно-экономических свойств используются данные технических характеристик заданного автомобиля. Характеристики автомобиля ВАЗ-2105 сведены в таблицу 1.
Таблица 1 Технические характеристики автомобиля ВАЗ-2105
Параметр автомобиля
Значение параметра
Модель автомобиля
ВАЗ-2105
Тип кузова
седан
Конструкция кузова / материал
несущий / сталь
Количество дверей / мест
4 / 5
Тип двигателя
бензиновый
Расположение двигателя
спереди продольно
Рабочий обьем, см3
1300
Количество / расположение цилиндров
4 / рядное
Степень сжатия
8,5
Максимальная стендовая мощность, кВт / (об/мин)
47 / 5600
Максимальный крутящий момент, Н·м / (об/мин)
95 / 3400
Тип трансмиссии
механическая
Привод
задний
Коробка передач
4-ступенчатая
Передаточные числа коробки передач
3,67 / 2,10 / 1,36 / 1,00 / з. х. 3,53
Передаточное число главной передачи
4,3
Колесная база, мм
2424
Длина / ширина / высота, мм
4128 / 1620 / 1446
Колея передняя / задняя, мм
1365 / 1321
Снаряженная масса, кг
955
Полная масса, кг
1395
Объем топливного бака, л
43
Передняя подвеска
независимая рычажно-пружинная
Задняя подвеска
зависимая рычажная
Диаметр разворота, м
11,2
Передние тормоза
дисковые, вентилируемые
Задние тормоза
барабанные
Размер шин
175/70R13
Максимальная скорость, км/ч
145
Разгон 0 -100 км/ч, сек
18
Расход топлива, л/100 км:
-
при скорости 90 км/ч
7,3
городской цикл
10,2
Перечень необходимых для расчета величин технической характеристики автомобиля, их обозначение и размерность приводятся в таблице 2, которую составляем на основе таблицы 1.
Таблица 2 Краткая техническая характеристика автомобиля ВАЗ-2105 (параметры автомобиля необходимые для выполнения курсовой работы)
№ п/п
Параметр
Обозначение
Размерность
Величина параметра
1
2
3
4
5
1.
Марка и тип автомобиля
-
-
ВАЗ-2105
2.
Колесная формула
-
-
4×2
3.
Число пассажиров
nп
-
5
4.
Собственная масса снаряженного автомобиля
mo--PAGE_BREAK----PAGE_BREAK--
Uo
-
4,3
19.
Число карданных шарниров
zкш
-
2
20.
Число карданных валов
zкв
-
2
21.
Шины, их характеристика и маркировка
-
-
175/70R13
— посадочный диаметр
d
м
0,3302
— ширина профиля шины
B
м
0,175
— наружный диаметр
Dн
м
0,5752
По таблице 1.2 анализируются ее показатели и выбираются необходимые исходные данные для выполнения курсовой работы.
1. Тяговый расчет автомобиля
Задачей тягового расчета является определение характеристик двигателя и трансмиссии, обеспечивающих требуемые тягово-скоростные свойства автомобиля и его топливную экономичность в заданных условиях эксплуатации.
1.1 Определение полной массы автомобиля
Полная масса автомобиля определяется следующим образом:
/>;
(1.1)
где mo – масса снаряженного автомобиля: mo = 955 кг;
mч – масса водителя или пассажира: принимаем mч = 78 кг;
mб – масса багажа из расчета на одного пассажира: mб = 10 кг;
nп – количество пассажиров, включая водителя: nп = 5 чел..
/>кг.
1.2 Распределение полной массы по мостам автомобиля
При распределении нагрузки по осям легкового автомобиля с передним расположением двигателя и задним ведущим мостом на задний мост приходится 52-55% полной массы автомобиля.
Принимаем, что на более нагруженный задний мост приходится 54% полной массы. Тогда на передний мост приходится 46% полной массы.
Определим полный вес автомобиля:
/>;
(1.2)
/>Н.
Определим вес, приходящийся на переднюю ось автомобиля:
/>;
(1.3)
/>Н.
Определим вес, приходящийся на заднюю ось автомобиля:
/>;
(1.4)
/>Н.
1.3 Подбор шин
При выборе шин исходным параметром является нагрузка на наиболее нагруженных колесах. Наиболее нагруженными являются шины заднего моста. Определяем нагрузку на одну шину:
/>;
(1.5)
где n– число шин одного моста: n= 2.
/>Н.
Из ГОСТ 4754 – 97 «Шины пневматические для легковых автомобилей, прицепов к ним, легких грузовых автомобилей и автобусов особо малой вместимости» принимаем шину 175/70R13.
Определяем посадочный диаметр обода d, наружный диаметр Dн и статический радиус колеса rст:
d = 13·0,0254 = 0,3302 м;
/>;
(1.6)
где kш – H/B (H и B – высота и ширина профиля): для шины 175/70R13 kш = 0,7;
B = 175 мм; продолжение
--PAGE_BREAK--
/>м.
/>;
(1,7)
где λсм – коэффициент, учитывающий смятие шины под нагрузкой: для
радиальных шин легковых автомобилей принимаем λсм = 0,81;
/>м.
Определяем радиус качения колеса:
/>;
(1.8)
/>м.
1.4 Определение силы лобового сопротивления воздуха
Определяем силу лобового сопротивления воздуха, которая напрямую зависит от лобовой площади автомобиля:
/>;
(1.9)
где АВ – площадь лобового сопротивления;
kВ – коэффициент воздушного сопротивления: принимаем kВ = 0,2;
/>;
(1.10)
где С – коэффициент формы, равный для легковых автомобилей – 0,89;
HГ и BГ – соответственно габаритные высота и ширина транспортного
средства: HГ = 1,446 м, BГ = 1,62 м;
h – расстояние от бампера до поверхности дороги: принимаем h = 0,27 м;
В – ширина профиля шины: B = 0,175 м;
n – максимальное число колес одного моста автомобиля: при односкатных
задних колесах n = 2.
/>м2;
/>Н.
1.5 Выбор характеристики двигателя
Максимальная стендовая мощность двигателя Реmaxст = 47 кВт.
Определим максимальную мощность двигателя:
/>;
(1.11)
где – kст поправочный коэффициент, равный 0,93-0,96: принимаем kст = 0,95;
/>кВт.
Мощность при максимальной скорости определяется на основании формулы:
/>;
(1.12)
где nemax– максимальные обороты коленчатого вала двигателя:
nemax= 6000 об/мин;
np– обороты коленчатого вала двигателя при максимальной мощности:
np= 5600 об/мин;
a,b,c– эмпирические коэффициенты.
Для карбюраторного двигателя легкового автомобиля коэффициенты находим по формулам:
/>;
(1.13)
/>;
(1.14)
/>;
(1.15)
где kм – коэффициент приспособляемости по крутящему моменту;
kω – коэффициент приспособляемости по частоте вращения.
Коэффициенты приспособляемости рассчитываем по стендовым параметрам двигателя:
/>;
(1.16)
где /> – стендовый максимальный крутящий момент: />= 95 Н·м;
/> – стендовый крутящий момент при максимальной мощности:
/>; продолжение
--PAGE_BREAK--
(1.17)
/>;
(1.18)
где /> – обороты коленчатого вала при максимальной мощности:
/>= 5600 об/мин;
/> – обороты коленчатого вала при максимальном крутящем моменте:
/>= 3400 об/мин.
Производим расчеты:
/>Н·м;
/>;
/>;
/>;
/>;
/>.
Проверяем условие:
/>.
(1.19)
Условие выполняется:
/>.
Рассчитываем мощность при максимальной скорости:
/>
кВт.
Мощность двигателя при максимальной скорости должна обеспечивать возможность движения при дорожном сопротивлении, которое для легковых автомобилей находится в пределах (ψV = 0,015-0,025).
Определим дорожное сопротивление, которое может преодолеть данная модель автомобиля при максимальной скорости:
/>;
(1.20)
где /> – КПД трансмиссии; при работе трансмиссии с полной нагрузкой, т. е. при работе двигателя по внешней скоростной характеристике имеем:
/>;
(1.21)
где /> – соответственно КПД цилиндрических шестерен наружного зацепления, внутреннего зацепления, конических шестерен и карданных сочленений, передающих крутящий момент от коленчатого вала двигателя к ведущим колесам на i-ой передаче в КП;
/> – соответственно число пар цилиндрических шестерен наружного зацепления, внутреннего зацепления, конических шестерен и число карданных сочленений, передающих крутящий момент от коленчатого вала двигателя к ведущим колесам на i-ой передаче в КП.
В расчетах принимаем:
/>;/>
/>.
Тогда дорожное сопротивление преодолеваемое автомобилем при движении с максимальной скоростью составит:
/>;
Дорожное сопротивление, преодолеваемое автомобилем при движении с максимальной скоростью, имеет довольно высокое значение. Можно сделать заключение, что у данного автомобиля имеется запас силы тяги, который позволит двигаться автомобилю по дороге с уклоном /> без снижения скорости.
1.6 Определение передаточного числа главной передачи
Передаточное число главной передачи определяется исходя из условия обеспечения максимальной скорости движения автомобиля.
Определяем: какую максимальную скорость позволяет получить передаточное число главной передачи для заданной модели автомобиля:
/>;
(1.22)
где /> – передаточное число высшей передачи в КП: />;
/> – передаточное число главной передачи: />.
/>км/ч.
Передаточное число главной передачи при максимальных оборотах двигателя обеспечивает максимальную скорость приблизительно равную />км/ч.
1.7 Определение передаточных чисел коробки передач
Передаточное число первой передачи рассчитывается, исходя из того, чтобы автомобиль мог преодолеть максимальное сопротивление дороги, характеризуемое коэффициентом />, не буксовал при трогании с места, и мог двигаться с устойчивой минимальной скоростью.
Для заданной модели автомобиля />. продолжение
--PAGE_BREAK--
Максимальное сопротивление дороги для легковых автомобилей должно находится в пределах />.
Определим максимальное сопротивление дороги, которое может преодолеть заданная модель автомобиля, при трогании с места:
/>;
(1.23)
/>.
Максимальное дорожное сопротивление, которое может преодолеть автомобиль при трогании с места />.
Определим минимальный коэффициент сцепления, при котором данный автомобиль может тронуться с места без пробуксовки ведущих колес:
/>;
(1.24)
где /> – коэффициент перераспределения нормальных реакций, для заднеприводного автомобиля принимаем />.
/>.
Минимальный коэффициент сцепления составил />.
Определим минимальную устойчивую скорость движения автомобиля:
/>;
(1.25)
где /> – минимальные устойчивые обороты двигателя при полностью открытой дроссельной заслонке под нагрузкой, принимаем для карбюраторного двигателя /> об/мин.
/>км/ч.
Минимальная устойчивая скорость движения автомобиля составила />км/ч.
Передаточные числа промежуточных передач выбираются из условия обеспечения максимальной интенсивности разгона автомобиля, а также длительного движения при повышенном сопротивлении дороги.
/>;
(1.26)
где n – номер повышающей передачи;
m – номер передачи для которой ведется расчет.
/>
/>
Рассчитанные и фактические значения передаточных чисел коробки передач приведены в таблице 1.1.
Таблица 1.1 Передаточные числа КП
№ передачи
Обозначение
Фактическое
значение
Рассчитанное значение
1
U1
3,67
3,67
2
U2
2,10
2,38
3
U3
1,36
1,54
4
U4
1,00
1,00
Как видно из таблицы 1.1 фактические значения передаточных чисел промежуточных передач меньше рассчитанных значений. Таким образом, коробка передач заданного автомобиля не обеспечивает максимальной интенсивности разгона автомобиля. Поскольку фактические значения передаточных чисел промежуточных передач незначительно отличаются от рассчитанных значений можно сделать вывод, что данная коробка передач обеспечивает уместную интенсивность разгона автомобиля, при улучшенных показателях топливной экономичности.
2. Построение внешней скоростной характеристики двигателя
Скоростной характеристикой двигателя называется зависимость эффективной мощности и крутящего момента от угловой скорости или частоты вращения коленчатого вала двигателя при установившемся режиме работы.
Скоростная характеристика двигателя, полученная при полной подаче топлива, называется внешней скоростной характеристикой.
Значения мощности при различной частоте вращения коленчатого вала определяем по формуле:
/>.
(2.1)
Значение вращающего момента при различных оборотах рассчитываем по формуле:
/>.
(2.2)
Для нахождения стендовых характеристик двигателя полученные значения мощностей и моментов, разделим на коэффициент стенда:
/>;
(2.3)
/>.
(2.4)
Производим расcчеты: продолжение
--PAGE_BREAK--
/>кВт;
/>/>;
/>кВт;
/>/>.
Для следующих значений /> расчеты ведем аналогично. Результаты расчетов заносим в таблицу 2.1.
Таблица 2.1 Результаты расчетов внешней скоростной характеристики
№ п/п
n, об/мин
/>, кВт
/>, кВт
/>, />
/>, />
1
600
3,91
4,12
62,26
65,54
2
800
5,53
5,82
66,04
69,52
3
1000
7,27
7,65
69,46
73,12
4
1200
9,12
9,60
72,61
76,43
5
1400
11,07
11,65
75,55
79,53
6
1600
13,09
13,78
78,16
82,27
7
1800
15,18
15,98
80,57
84,81
8
2000
17,31
18,22
82,69
87,04
9
2200
19,47
20,49
84,55
89,00
10
2400
21,64
22,78
86,15
90,68
11
2600
23,81
25,06
87,49
92,09
12
2800
25,96
27,33
88,58
93,24
13
3000
28,07
29,55
89,39
94,09
14
3200
30,13
31,72
89,96
94,69
15
3400
32,12
33,81
90,26
95,00
16
3600
34,02
35,81
90,24 продолжение
--PAGE_BREAK--
94,99
17
3800
35,82
37,71
90,06
94,80
18
4000
37,49
39,46
89,55
94,26
19
4200
39,04
41,09
88,81
93,48
20
4400
40,43
42,56
87,79
92,41
21
4600
41,65
43,84
86,51
91,06
22
4800
42,69
44,94
84,97
89,44
23
5000
43,52
45,81
83,16
87,54
24
5200
44,14
46,46
81,10
85,37
25
5400
44,52
46,86
78,77
82,92
26
5600
44,65
47,00
76,18
80,19
27
5800
44,51
46,85
73,32
77,18
28
6000
44,09
46,41
70,21
73,91
По рассчитанным значениям строим внешнюю скоростную характеристику (рисунок 2.1).
/>
Рисунок 2.1 Внешняя скоростная характеристика двигателя
3 Оценка тягово-скоростных свойств автомобиля
Тяговая характеристика автомобиля
С целью решения уравнения движения автомобиля методом силового баланса, представим его в виде:
/>;
(3.1)
где /> – сила тяги, приложенная к ведущим колесам;
/> – сила сопротивления качению;
/> – сила сопротивления подъема;
/> – сила сопротивления воздуха;
/> – сила сопротивления разгону.
Полученное уравнение называют уравнением силового (или тягового) баланса. Уравнение силового баланса показывает, что сумма всех сил сопротивления движению в любой момент времени равна окружной силе на ведущих колесах автомобиля.
Уравнение позволяет определить величину окружной силы, развиваемой на ведущих колесах автомобиля, и установить, как она распределяется по различным видам сопротивлений.
Графическое изображение уравнения силового (тягового) баланса в координатах “окружная сила — скорость”, называется тяговой характеристикой автомобиля.
Построение графика тяговой характеристики
Определим значения окружной силы />, в зависимости от скорости, при движении автомобиля на различных передачах:
/>.
(3.2)
В данном уравнении эффективный крутящий момент /> является функцией от оборотов коленчатого вала ne. Значение эффективного крутящего момента /> в зависимости от оборотов коленчатого вала ne определяется по внешней скоростной характеристике двигателя.
В предположении отсутствия буксования сцепления и ведущих колес автомобиля связь между частотой вращения коленчатого вала двигателя ne и скоростью V находится из соотношения:
/>;
(3.3)
где i – номер передачи. продолжение
--PAGE_BREAK--
Производим расчеты значений окружной силы /> и скорости Vi для различных оборотов коленчатого вала в диапазоне от nemin до nemax на различных передачах коробки передач.
/>Н;
/>км/ч.
Для следующих значений />на i-той передаче расчеты ведем аналогично. Результаты расчетов заносим в таблицу 3.1. Полученные значения наносим на тяговую характеристику.
/>;
(3.4)
где fo – коэффициент сопротивления качению при движении автомобиля с
малой скоростью (при расчетах используем значение fo = 0,008).
Cилу сопротивления подъема /> принимаем равной нулю, так как рассматриваем движение автомобиля на дороге без уклона.
Определим силу сопротивления воздуха /> в зависимости от скорости движения автомобиля:
/>.
(3.5)
Производим расчеты:
/>Н;
/>Н.
Последующие расчеты ведем аналогично. Результаты расчетов заносим в таблицу 3.2. Полученные значения наносим на тяговую характеристику.
Таблица 3.1 Результаты расчетов окружной силы />
№ п/п
n, об/мин
1-я передача
2-я передача
3-я передача
4-я передача
V1, км/ч
Pk1, Н
V2, км/ч
Pk2, Н
V3, км/ч
Pk3, Н
V4, км/ч
Pk4, Н
1
600
3,953
3204,5
6,909
1833,6
10,668
1187,5
14,509
873,2
2
800
5,271
3399
9,212
1944,9
14,224
1259,6
19,345
926,2
3
1000
6,589
3575
11,515
2045,7
17,78
1324,8
24,181
974,1
4
1200
7,907
3737,2
13,818
2138,4
21,336
1384,9
29,017
1018,3
5
1400
9,224
3888,5
16,121
2225
24,892
1441
33,853
1059,5
6
1600
10,542
4022,8
18,424
2301,9
28,448
1490,7
38,689 продолжение
--PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK--
50
119,3
69,4
188,7
7
60
123,7
100
223,7
8
70
128,8
136,1
264,9
9
80
134,7
177,8
312,5
10
90
141,4
225
366,4
11
100
148,9
277,8
426,7
12
110
157,2
336,1
493,3
13
120
166,2
400
566,2
14
130
176,1
469,4
645,5
15
140
186,7
544,4
731,1
16
150
198,2
625
823,2
17
160
210,4
711,1
921,5
По рассчитанным значениям строим тяговую характеристику автомобиля (рисунок 3.1).
/>
Рисунок 3.1 Тяговая характеристика автомобиля
Практическое использование тяговой характеристики автомобиля
По тяговой характеристике автомобиля определяем следующие показатели:
1. Максимальную скорость движения автомобиля. Ее определяют по абсциссе: точки пересечения кривых, совместной силы сопротивления воздуха и дорожного сопротивления и силы тяги на высшей передаче. У данного автомобиля сила тяги на высшей передаче, при максимальных оборотах двигателя больше совместной силы сопротивления воздуха и дорожного сопротивления. Можно сделать заключение, что у данного автомобиля имеется запас силы тяги, который позволит двигаться автомобилю по дороге с уклоном без снижения скорости.
Максимальная скорость движения автомобиля: Vmax= 145 км/ч.
2. Окружная сила Fкvпри максимальной скорости Vmax: />Н.
3. Максимальная окружная сила на высшей передаче Fк4max: Fк4max= 1265,8 Н.
4. Максимальная окружная сила Fкmax, развиваемая на ведущих колесах автомобиля: Fкmax= 4645,6 Н.
5. Минимальная устойчивая скорость движения автомобиля Vmin: Vmin= 3,953 км/ч.
6. Максимальная окружная сила по сцеплению шин ведущих колес с дорогой Fφ:
/>;
(3.6)
/>Н.
На данном покрытии (асфальтобетонное шоссе) сила сцепления ведущих колес с дорогой больше максимального значения окружной силы тяги.
7. Критическая скорость движения автомобиля по условию величины окружной силы на высшей передаче Vк4: Vк4 = 82,215 км/ч.
8. Скоростной диапазон автомобиля на высшей передаче dV4:
/>;
(3.7)
/>.
9. Силовой диапазон автомобиля на высшей передаче dF4:
/>;
(3.8)
/>.
Динамическая характеристика автомобиля
Методы силового и мощностного балансов затруднительно использовать при сравнении тягово-динамических свойств автомобилей, имеющих различные веса и грузоподъемности, т. к. при движении их в одинаковых условиях силы и мощности, необходимые для преодоления суммарного дорожного сопротивления различны. От этого недостатка свободен метод решения уравнения движения с помощью динамической характеристики. Поэтому воспользуемся методом решения уравнения движения с помощью динамической характеристики. продолжение
--PAGE_BREAK--
Графическая зависимость динамического фактора от скорости движения автомобиля при различных передачах и полной нагрузке называется динамической характеристикой.
Построение динамической характеристики
При построении динамической характеристики используем следующие допущения:
1) двигатель работает по внешней скоростной характеристике;
2) автомобиль движется по ровной горизонтальной дороге.
С целью построения динамической характеристики воспользуемся безразмерной величиной D — динамическим фактором, равным отношению свободной силы тяги (Fк — Fв) к силе тяжести автомобиля Ga:
/>.
(3.9)
Для расчета динамического фактора D и построения динамической характеристики используют значения Fкi и Fв в функции скорости движения автомобиля V на различных передачах.
Таким образом имеем:
/>.
(3.10)
Производим расчеты:
/>.
Последующие расчеты ведем аналогично. Результаты расчетов заносим в таблицу 3.3. Полученные значения наносим на динамическую характеристику.
Для решения уравнения движения на динамическую характеристику наносится зависимость коэффициента сопротивления дороги ψ от скорости. Поскольку в нашем случае дорога без уклона ψ = f.
/>.
(3.11)
Производим расчет:
/>.
Последующие расчеты ведем аналогично. Результаты расчетов заносим в таблицу 3.4. Полученные значения наносим на динамическую характеристику.
По рассчитанным значениям строим тяговую характеристику автомобиля (рисунок 3.2).
Таблица 3.3 Результаты расчетов динамического фактора D
№ п/п
n, об/мин
1-я передача
2-я передача
3-я передача
4-я передача
V1, км/ч
D1
V2, км/ч
D2
V3, км/ч
D3
V4, км/ч
D4
1
600
3,953
0,2341
6,909
0,1339
10,668
0,0865
14,509
0,0634
2
800
5,271
0,2483
9,212
0,142
14,224
0,0916
19,345
0,0669
3
1000
6,589
0,2612
11,515
0,1492
17,78
0,0962
24,181
0,07
4
1200
7,907
0,273
13,818
0,1559
21,336
0,1003
29,017
0,0727
5
1400
9,224
0,284
16,121
0,1621
24,892
0,104
33,853
0,0751
6
1600
10,542
0,2937
18,424
0,1675 продолжение
--PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK--
90
0,01
11
100
0,011
12
110
0,011
13
120
0,012
14
130
0,013
15
140
0,014
16
150
0,014
17
160
0,015
/>
Рисунок 3.2 Динамическая характеристика автомобиля
Практическое использование динамической характеристики автомобиля
По динамической характеристике автомобиля определяем следующие показатели:
1. Максимальная скорость движения автомобиля Vmax: Vmax= 145 км/ч.
2. Динамический фактор при максимальной скорости движения автомобиля Dv: />.
3. Максимальный динамический фактор на высшей передаче D4max: D4max= 0,0816.
4. Максимальный динамический фактор автомобиля Dmax: Dmax= 0,3384.
5. Максимальное дорожное сопротивление, преодолеваемое автомобилем на высшей и низшей передачах />,/>: />, />.
6. Максимальный подъем, преодолеваемый автомобилем на высшей и низшей передачах />,/>:
/>;
(3.12)
/>;
/>;
(3.13)
/>.
7. Минимальная устойчивая скорость движения автомобиля Vmin: Vmin = 3,953 км/ч.
8. Динамический фактор по сцеплению шин с поверхностью дорожного покрытия Dφ:
/>;
(3.14)
/>.
9. Критическая скорость движения автомобиля на высшей передаче по условию величины динамического фактора Vк4: Vк4 = 62,87 км/ч.
10. Скоростной диапазон автомобиля на высшей передаче dV4:
/>;
(3.15)
/>.
11. Силовой диапазон автомобиля на высшей передаче dD4:
/>;
(3.16)
/>.
Ускорение автомобиля при разгоне
Ускорение рассчитывают применительно к горизонтальной дороге с твердым покрытием при условии максимального использования мощности двигателя и отсутствии буксования ведущих колес.
Построение графика ускорение автомобиля при разгоне
Величину ускорения находим из уравнения, связывающего динамический фактор с условиями движения автомобиля:
/>;
(3.17)
где /> – коэффициент учета вращающихся масс;
/>;
(3.18)
для одиночных автомобилей при их номинальной нагрузке можно считать />; />. продолжение
--PAGE_BREAK--
Таким образом, имеем:
/>;
(3.19)
Производим расчеты:
/>
Последующие расчеты ведем аналогично. Результаты расчетов заносим в таблицу 3.5. Полученные значения наносим на график ускорений автомобиля.
По рассчитанным значениям строим график ускорений автомобиля (рисунок 3.3).
Таблица 3.5 Результаты расчетов ускорения автомобиля а
№ п/п
n, об/мин
1-я передача
2-я передача
3-я передача
4-я передача
V1, км/ч
ax1,
/>
V2, км/ч
ax2,
/>
V3, км/ч
ax3,
/>
V4, км/ч
ax4,
/>
1
600
3,953
1,396
6,909
1,007
10,668
0,685
14,509
0,498
2
800
5,271
1,483
9,212
1,072
14,224
0,729
19,345
0,529
3
1000
6,589
1,563
11,515
1,13
17,78
0,769
24,181
0,556
4
1200
7,907
1,636
13,818
1,183
21,336
0,804
29,017
0,58
5
1400
9,224
1,704
16,121
1,232
24,892
0,836
33,853
0,601
6
1600
10,542
1,764
18,424
1,275
28,448
0,865
38,689
0,618
7
1800
11,86
1,819
20,727
1,315
32,004
0,889
43,526
0,631
8
2000
13,178
1,868
23,029
1,35
35,56
0,911
48,362
0,642
9
2200
14,495
1,911 продолжение
--PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK--
40,068
6,4
17,179
0,588
0,964
0,974
0,991
7,95
26
5600
135,413
47,00
44,65
40,185
6,8
19,159
0,646
1
0,938
1
8,2
27
5800
140,249
46,85
44,51
40,059
7,3
21,286
0,714
1,036
0,92
1,009
8,63
28
6000
145,086
46,41
44,09
39,681
7,8
23,565
0,79
1,071
0,924
1,019
9,29
/>
Рисунок 4.1 Мощностная характеристика автомобиля на высшей передаче
/>
Рисунок 4.2 Топливная характеристика автомобиля на высшей передаче
Определение эксплуатационного расхода топлива
Для определения эксплуатационного расхода топлива Qэ при движении автомобиля на высшей передаче по дороге с асфальтобетонным покрытием:
1) задаемся максимальным значением скорости движения в соответствии с Правилами дорожного движения, для легковых автомобилей, а также грузовых автомобилей полной массой не более 3,5 т на автомагистралях скорость не более /> км/ч;
2) определяем эксплуатационную скорость:
/>;
(4.11)
/>км/ч;
3) по графику топливной характеристики установившегося движения для эксплуатационной скорости Vэ определяем расход топлива QVэ: QVэ = 6,4 л/100км;
4) вычисляем эксплуатационный расход топлива Qэ в л/100 км:
/>
(4.12)
/>л/100 км.
5. Итоговые таблицы
Таблица 5.1 Данные, определенные по тяговой характеристике
/>
Таблица 5.2 Данные, определенные по динамической характеристике
/>
Таблица 5.3 Данные, определенные по характеристике ускорений автомобиля
/>
Таблица 5.4 Данные, определенные по характеристикам времени и пути разгона автомобиля
/>
Таблица 5.5 Данные, определенные по топливной характеристике установившегося движения автомобиля
/>
Список используемой литературы
1. Гришкевич А.И. Автомобиль: Теория. — Мн.: Выш. шк., 1986. — 208 с.
2. Токарев А.А. Топливная экономичность и тягово-скоростные качества автомобиля. — М.: Машиностроение, 1982. — 224 с.
3. Конструирование и расчет колесных машин высокой проходимости: Расчет агрегатов и систем / Под ред. Н.Ф. Бочарова, Л.Ф.Жеглова. — М.: Машиностроение, 1994. — 404 с.
4. ГОСТ 4754 — 97. Межгосударственный стандарт. Шины пневматические для легковых автомобилей, прицепов к ним, легких грузовых автомобилей и автобусов особо малой вместимости. Технические условия. — Минск: Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 1999.
5. ГОСТ 5513 — 97. Межгосударственный стандарт. Шины пневматические для грузовых автомобилей, прицепов к ним, автобусов и троллейбусов. Технические условия. — Минск: Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 1999.
6. Литвинов А.С., Фаробин Я.Е. Автомобиль: Теория эксплуатационных свойств. — М.: Машиностроение, 1989. — 240 с.
7. Мощностной баланс автомобиля / В.А. Петрушов, В.В. Московкин, А.Н. Евграфов. — М.: Машиностроение, 1984. — 160 с.
8. Евграфов А.Н., Высоцкий М.С., Титович А.И. Аэродинамика магистральных автопоездов. — Мн.: Наука и техника, 1988. — 232 с.
9. Евграфов А.Н., Есеновский-Лашков Ю.К. Аэродинамические свойства автомобилей и автопоездов. Методы исследований. — М.: МГАУ, 1998. — 79 с.
10. Европейский Союз. Технические стандарты на автотранспортные средства. Директива Совета 93/53/EC от 25 июля 1996 года. Максимальные разрешенные габаритные размеры и нагрузки (веса) автотранспортных средств.
11. Грузовые автомобили: Проектирование и основы конструирования / М.С. Высоцкий, Л.Х. Гилелес, С.Г. Херсонский. — М.: Машиностроение, 1995. — 256 с.