Оценка тягово-динамических и топливно-экономических свойств автомобиля

Стр 1 из 9Следующая ⇒

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине "Теория автомобиля"

Оценка тягово-динамических и топливно-экономических свойств автомобиля

Вариант №25

Выполнил

студент гр.101120 А.А. Бунчук

Принял О.С. Руктешель

Минск 2013

Содержание

Введение. 3

1 Определение основных параметров автомобиля. 5

1.1 Расчет полной массы автомобиля. 5

1.2 Распределение нагрузки от полной массы автомобиля по мостам. 6

1.3 Подбор шин и определение радиуса колеса. 6

1.4 Выбор лобовой площади автомобиля и расчёт максимального значения силы сопротивления воздуха. 7

1.5 Определение максимальной мощности, крутящего момента и оборотов коленчатого вала двигателя при максимальном крутящем моменте. 7

1.6 Расчёт передаточного числа главной передачи. 9

1.7 Определение передаточных чисел коробки передач. 9

1.7.1 Расчет передаточного числа первой передачи. 9

1.7.2 Расчет передаточных чисел промежуточных передач. 10

2 Построение внешней скоростной характеристики двигате ля. 12

3 Оценка тягово-скоростных свойств автомоб иля. 15

3.1 Тяговая характеристика автомобиля. 15

3.1.1 Построение графика тяговой характеристики автомобиля. 15

3.1.2 Практическое использование тяговой характеристики автомобиля. 19

3.2 Построение характеристики мощностного баланса автомобиля. 21

3.3 Динамическая характеристика автомобиля. 24

3.3.1 Построение графика динамической характеристики автомобиля. 24

3.3.2 Практической использование динамической характеристики. 26

3.4 Ускорение автомобиля при разгоне. 29

3.5 Характеристики времени и пути разгона. 32

3.5.1 Определение времени разгона. 33

3.5.2 Определение пути разгона. 34

3.5.3 Практическое использование характеристик времени и пути разгона автомобиля. 39

4 Топлив ная экономичность автомобиля. 40

4.1 Построение топливной характеристики автомобиля. 40

4.2 Определение эксплуатационного расхода топлива. 44

Заключение. 45

Список использованных источников. 47

Введение

Тяговый расчёт автомобиля позволяет определить его весовые параметры, характеристики двигателя, передаточные числа и КПД трансмиссии, обеспечивающие требуемые тягово-скоростные свойства и топливную экономичность автомобиля в заданных условиях эксплуатации.

Под тяговой динамичностью понимается свойство автомобиля перевозить грузы и пассажиров с максимально возможной скоростью в заданных дорожных условиях. Отсюда следует, что чем лучше скоростные свойства автомобиля, тем выше его производительность.

Топливная экономичность автомобиля характеризует его свойство рационально использовать энергию сжигаемого топлива. Чем меньше расход топлива, тем дешевле эксплуатация автомобиля.

Решение задач тягового расчета автомобиля сводится к выбору полной массы автомобиля, её распределению по мостам, подбору шин, расчёту радиуса качения ведущих колес, определению площади лобового сопротивления и коэффициента сопротивления воздуха, максимальной мощности и крутящего момента двигателя, частоты вращения коленчатого вала двигателя при максимальном крутящем моменте, КПД трансмиссии автомобиля, передаточных чисел коробки передач и главной передачи.

При проведении тягового расчета конструктор имеет дело с тремя видами параметров: заданными, выбираемыми и расчетными.

Исходные данные для расчета сведены в таблицу В.1.

Таблица В.1 Исходные данные

№п/п	Наименование и размерность	Значение
1	Тип автомобиля	Грузовой бортовой
2	Колесная формула	4 2
3	Грузоподъёмность, кг	4800
4	Тип привода	Задний
5	Число передач КП	5
6	Тип двигателя	Дизельный
7	Коэффициент приспособляемости по моменту k_М	1,20
8	Коэффициент приспособляемости по угловой скорости k_ω	1,70
9	Максимальная скорость движения автомобиля, км/ч	110

Определение основных параметров автомобиля

Определение передаточных чисел коробки передач

Оценка тягово-скоростных свойств автомобиля

Определение времени разгона

Трогание автомобиля с места начинают на передаче, обеспечивающей максимальное ускорение. Для определения наиболее интенсивного разгона в расчет вводят максимально возможное ускорение при данной скорости движения автомобиля.

Для определения времени разгона разбиваем кривую ускорения на каждой передаче на 6 интервалов. Определим изменение скорости на этих промежутках:

ΔV _і = V_i ₊₁ – V_i (3.22)

где V_i ₊ ₁ – скорость в конце рассматриваемого интервала;

V_i - скорость в начале рассматриваемого интервала.

Считаем, что в полученных промежутках автомобиль движется равноускоренно, тогда определим среднее ускорение:

a _i _ср = 0,5 × ( a_i + a_i ₊₁ ) (3.23)

где a_i ₊₁ - ускорение автомобиля в конце интервала.

a_i – ускорение автомобиля в начале интервала;

Время движения автомобиля Δ t_i, за которое его скорость возрастает на величину приращения скорости Δ V_i, определяется по закону равноускоренного движения:

Δ t_i = Δ V_i / a _ср _i (3.24)

Общее время разгона автомобиля на j-ой передаче от скорости V_min _, _j до V_max _, _j , при которой прекращается движение на j-ой передяче, находят суммированием времен разгона в интервалах, то есть:

где n – число интервалов скоростей на j-ой передаче.

Во время переключения передач с разрывом потока мощности автомобиль движется накатом. Время переключения передач зависит от квалификации водителя, конструкции коробки передач и типа двигателя. Время движения автомобиля при нейтральном положении в коробке передач t _П для автомобилей с дизельным двигателем находится в пределах 0,8…2,5 с. При расчётах принимаем t _П=1с.

В процессе переключения передач скорость автомобиля уменьшается.

Величину уменьшения скорости V _П _j за время движения автомобиля накатом в процессе переключения передач, можно найти по формуле:

V _п = 33,5 × f_v × t _п [км/ч] (3.26)

V _п = 9,3 × f_v × t _п [м/с] (3.27)

Считаем, что за время переключения передач сила сопротивления качению автомобиля не изменяется, то есть коэффициент сопротивления качению f_v остаётся постоянным и равным коэффициенту сопротивления качению f_v, полученному при скорости, соответствующей моменту переключения передач.

Определение пути разгона

Путь разгона автомобиля до заданной скорости определяется суммированием элементарных путей Δ s_i на каждом интервале скоростей Δ V_i. Общий путь разгона автомобиля на j-той передаче S_j от скорости V_a _min,_, _j до скорости V_a _max _, _j находят суммированием значений пути разгона в интервалах, т.е.

(3.28)

где n- число интервалов скоростей при движении на j-той передаче

Путь S_П_j в м, пройденный автомобилем за время переключения t _П с j -той на ( j +1)-ю передачу, определяется по формуле:

S _П _j = ( V_max _j – 0,5 × V _П _j ) × t _П /3,6 (3.29)

где V_max _j- скорость, при которой начинается переключение на смежную высшую передачу, км/ч;

V _П _j- скорость которая теряется за время переключения передач, км/ч;

t _П- время переключения передач, с.

В качестве минимальной (начальной) скорости, с которой начинается разгон на последующей передаче, принимается скорость:

V_min,k= V_{max j} –V _П _j (3.30)

Для построения графика разгона автомобиля время и путь разгона на последующей передаче прибавляется к соответствующим значениям на предыдущей передаче т.е.

t=T_Н+t_П+…+T_j+t_П+…T_k ; (3.31)

S= S_Н+S_П_,_н+…+S_j+S_П_,j+…S_k; (3.32)

где н- номер передачи, с которой происходит трогание автомобиля с места; j- номер промежуточной передачи в коробке передач; k-номер высшей передачи.

Данные для построения графика времени и пути разгона автомобиля приведены в таблице 3.6.

Таблица 3.6 - Результаты расчётов для построения графика времени и пути разгона автомобиля

№ пере-дачи	№ стро-ки	Пара-метр	Размер-ность	Номер точки
№ пере-дачи	№ стро-ки	Пара-метр	Размер-ность	0	1	2	3	4	5	6
2	1	V _i,2	км/ч	4,69	6,88	9,07	11,04	13,45	15,64	18,76
	2	V _i,2	м/с	1,30	1,91	2,51	3,06	3,73	4,34	5,21
	3	ΔV _i,2	м/с	0	0,60	0,60	0,54	0,66	0,60	0,86
	4	a _i,2	м/с²	1,07	1,14	1,19	1,20	1,18	1,13	1,00
	5	a _iср,2	м/с²	0	1,10	1,17	1,20	1,19	1,16	1,06
	6	Δt _i,2	с	0	0,54	0,51	0,45	0,55	0,52	0,81
	7	t _i,2	с	0	0,54	1,06	1,52	2,08	2,60	3,41
	8	t _П	с	1
	9	V _{П, 2}	км/ч	0,236
	10	V _{П, 2}	м/с	0,065
	11	V _iср,2,	м/с	0	1,60	2,21	2,79	3,40	4,04	4,77
	12	ΔS _i,2	м	0	0,88	1,14	1,27	1,89	2,11	3,87
	13	s _i,2	м	0	0,88	2,02	3,30	5,20	7,31	11,19
	14	s _{П , 2}	м	5,178
3	1	V _i,3	км/ч	18,52	21	23,5	27	29,5	31,5	33,87
	2	V _i,3	м/с	5,14	5,83	6,52	7,5	8,19	8,75	9,40
	3	ΔV _i,3	м/с	0	0,68	0,69	0,97	0,69	0,55	0,65
	4	a _i,3	м/с²	1,01	1,01	1,00	0,96	0,92	0,88	0,82
	5	a _iср,3	м/с²	0	1,01	1,00	0,98	0,94	0,90	0,85
	6	Δt _i,3	с	0	0,67	0,68	0,98	0,73	0,61	0,76
	7	t _i,3	с	4,41	5,09	5,78	6,76	7,50	8,11	8,88
	8	t _П	с	1
	9	V _{П, 3}	км/ч	0,243
	10	V _{П, 3}	м/с	0,067
	11	V _iср,3,	м/с	0	5,48	6,18	7,01	7,84	8,47	9,07
	12	ΔS _i,3	м	0	3,71	4,25	6,92	5,76	5,19	6,97
	13	s _i,3	м	16,37	20,09	24,34	31,27	37,03	42,22	49,20
	14	s _{П , 3}	м	9,375
4	1	V _i,4	км/ч	33,63	38	42,5	47	51,5	57	61,05
	2	V _i,4	м/с	9,34	10,55	11,80	13,05	14,30	15,83	16,95
	3	ΔV _i,4	м/с	0	1,21	1,25	1,25	1,25	1,52	1,12
	4	a _i,4	м/с²	0,63	0,63	0,62	0,59	0,56	0,52	0,48
	5	a _iср,4	м/с²	0	0,63	0,63	0,61	0,58	0,54	0,50
	6	Δt _i,4	с	0	1,90	1,97	2,03	2,14	2,79	2,24
	7	t _i,4	с	9,88	11,79	13,77	15,80	17,95	20,74	22,99
	8	t _П	с	1
	9	V _{П, 4}	км/ч	0,264
	10	V _{П, 4}	м/с	0,073
	11	V _{iср, 4}	м/с	0	9,94	11,18	12,43	13,68	15,06	16,39
	12	ΔS _i,4	м	0	18,97	22,11	25,34	29,33	42,13	36,81
	13	s _i,4	м	58,57	77,55	99,67	125,01	154,34	196,48	233,29
	14	s _{П , 4}	м	16,92

Таблица 3.6. Продолжение

5	1	V _i,5	км/ч	60,79	69	77,2	85,4	93,6	102,8	110
	2	V _i,5	м/с	16,88	19,16	21,44	23,72	26	28,55	30,55
	3	ΔV _i,5	м/с	0	2,28	2,27	2,27	2,27	2,55	2
	4	a _i,5	м/с2	0,30	0,28	0	0,22	0,19	0,13	0,09
	5	a _iср,5	м/с2	0	0,29	0,26	0,24	0,20	0,16	0,11
	6	Δt _i,5	с	0	7,84	8,45	9,39	10,90	15,51	17,37
	7	t _i,5	с	23,99	31,84	40,29	49,69	60,60	76,12	93,50
	8	t _П	с
	9	V _{П, 5}	км/ч
	10	V _П, ₅	м/с
	11	V _iср,5	м/с	0	18,02	20,30	22,58	24,86	27,27	29,55
	12	ΔS _i,5	м	0	141,48	171,65	212,23	271,22	423,27	513,65
	13	s _i,5	м	250,22	391,71	563,36	775,60	1046,82	1470,09	1983,75
	14	s _{П , 5}	м

По данным таблицы 3.6 строим графики пути и времени разгона автомобиля

Заключение

Приведем таблицы с основными параметрами, характеризующими тягово-скоростные и топливно-экономические свойства автомобиля

Таблица З.1 - Данные, определённые по тяговой характеристике автомобиля

Параметр	V _max	F_{k v}	F_k _max _,k	F_k _max	V_min	F_φ	V_k _р, _k
Размерность	км/ч	кН	кН	кН	км/ч	кН	км/ч
Значение	110	3,65	4,38	46,28	2,6	57,25	64,65

Таблица З.2 - Данные, определённые по динамической характеристике автомобиля

Параметр	V_max	D_v	D_max, _k	D_max	F_ψ _max, _k	h _max, _k	V_min	D_φ	V_k _р, _k
Размер-ность	км/ч	-	-	-	кН	-	км/ч	-	км/ч
Значение	110	0,020071	0,0417	0,49	3,94	0,0343	2,6	0,607	40.29

Таблица З.3- Данные, определённые по характеристике ускорений автомобиля

Параметр	a_xmax	V_{ax max}	a_{x max} _, _k	V_{ax max} _, _k	V_max
Размерность	м/с²	км/ч	м/с²	км/ч	км/ч
Значение	1,2	11,04	0,314	40,29	110

Таблица З.4-Данные определяемые по характеристике времени и пути разгона автомобиля

Параметр	V_y _max	t₄₀₀	t₁₀₀₀	V _З	t _з
Размерность	км/ч	с	с	км/ч	с
Значение	108,27	32,4	58,7	80	43,4

Таблица З.5. – Данные, определённые по топливной характеристике установившегося движения автомобиля

Параметр	V_Qk	Q_k	V _Э	Q _Э
Размерность	км/ч	л/100 км	км/ч	л/100 км
Значение	60	11,51	82,5	17.024
Значение	80	14,47	82,5	17.024