Техническая характеристика легкового автомобиля

  • Вид работы:
    Курсовая работа (т)
  • Предмет:
    Транспорт, грузоперевозки
  • Язык:
    Русский
    ,
    Формат файла:
    MS Word
    2,36 Мб
  • Опубликовано:
    2013-03-30
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!

Техническая характеристика легкового автомобиля














Курсовая работа

по дисциплине «Автомобили»

Исходные данные

Тип автомобиля

Легковой

Колесная формула

4х2

Пассажировместимось, чел.

5

Тип привода

П

Число передач в КП

5

Тип двигателя

Д

Коэф. приспособляемости по моменту, км

1,18

Коэф. приспособляемости по угловой скорости, кφ

1,75

Габаритная длина автомобиля, Lr> м

4,8

Макс, скорость движения автомобиля, км/ч

220


1. Оценка тягово-скоростных свойств автомобиля

1.1 Скоростные характеристики ДВС

Скоростная характеристика двигателя представляет собой зависимость эффективной мощности Ре и крутящего момента Ме двигателя при установившемся режиме его работы от угловой скорости коленчатого вала двигателя φе или частоты его вращения ne.

Скоростная характеристика, полученная при полной подаче топлива, называется внешней скоростной характеристикой, а скоростные характеристики, полученные при неполной подаче топлива, - частичными.

Условия работы двигателя, установленного на автомобиле, отличаются от стендовых, что связано с установкой на двигатель элементов, которые были сняты при испытаниях. Кроме того, давление и температура при работе двигателя на автомобиле отличаются от нормальных условий.

Поэтому мощность двигателя Ре, установленного на автомобиле, несколько меньше мощности , полученной при стендовых испытаниях. При использовании стендовых характеристик для тягово-скоростных расчетов значения мощности  уменьшают путем их умножения на коэффициент коррекции Кст, зависящий как от конструктивных особенностей и условий эксплуатации АТС, так и от особенностей стандарта, по которому была снята внешняя характеристика.

В приближенных расчетах можно принимать Кст = 0,93...0,96, т.е.


Важнейшими параметрами внешней скоростной характеристики двигателя, снятой на тормозном стенде, являются:

 - максимальная эффективная мощность, кВт;

 - максимальный крутящей момент, Н∙м;

Коэффициент дорожного сопротивления для легковых автомобилей ψ = 0,25...0,5

Так как при максимальной скорости движения автомобиля двигатель работает на максимальных оборотах, то в случае установки на автомобиле дизельного двигателя φе max = φр, Реv = Ре max.

Для дизельных, бензиновых с впрыском и карбюраторных двигателей коэффициенты а, в и с определяются по формулам:


При этом должно соблюдаться равенство а + в + с = 1.

Минимальная частота вращения (угловая скорость) ne minе min) коленчатого вала двигателей внутреннего сгорания, при которой они устойчиво работают с полной нагрузкой, находится в пределах 800... 1000 об/мин (83,77... 104,71 рад/с).

Частота вращения (угловая скорость) при максимальном крутящем моменте двигателя nмм) определяется по формуле


У нашего автомобиля npр) = 3500...5000 (366,5...523,5) со средним значением 4500 об/мин.

У дизельных двигателей и бензиновых двигателей с впрыском устойчивое значение максимальной частоты вращения ne max = nр.

 - крутящий момент при максимальной мощности, Н∙м;e min и ne max - минимальная и максимальная частоты вращения коленчатого вала двигателя, об/мин;М и nр - частоты вращения коленчатого вала двигателя соответственно при  и  ;

км - коэффициент приспособляемости по моменту

км = Ме maxр

кφ - коэффициент приспособляемости по частоте вращения

кφ = np/ nМ.

а =  =  = 0,86

b =  =  = 1,12

с =  =  = - 0,98

а + b + c = 0,86 + 1,12 - 0,98 = 1

Важнейшими параметрами внешней скоростной характеристики двигателя, снятой на тормозном стенде, являются:

 - максимальная эффективная мощность, кВт;

 - максимальный крутящий момент, Н∙м;


Максимальная мощность в зависимости от максимальной скорости определяется формулой:

Ре v =  ∙ (g ∙ ma ∙ ψv + ) = 114,9 кВт

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


Так как при максимальной скорости движения автомобиля двигатель работает на максимальных оборотах, то в случае установки на автомобиле дизельного двигателя

ωe max = ωp и Pe v = pe max

Pe = 114,9 ∙ [0,86 ∙  + 1,12 ∙  - 0,98 ∙  ]


ne, об/мин


800

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

Ре, кВт

21,4

27,0

42,60

58,9

76,0

90,2

102,0

110,6

114,9

, кВт

22,5

28,4

44,9

62,0

80,0

95,0

107,4

116,4

121,0

Me, Н∙м

250,5

258,0

272,4

285,1

290,3

287,1

278,4

264,0

243,8

Meст, Н∙м

263,7

271,5

286,7

299,0

305,6

302,2

293,0

278

256,7


Ме = 1000 ∙ , ωе = nе.

2. Уравнение движения автомобиля

Окружная сила на ведущих колесах Fk при движении автомобиля затрачивается на преодоление сил сопротивления воздуха, качению Ff, подъему Fh и разгону Fa автомобиля, т.е.

k - FB - Ff ± Fh ± Fa = 0

Знак « -» при силе Fh соответствует движению автомобиля на подъёме, а знак «+» - движению на спуске; знак « - » при силе Fa соответствует разгону автомобиля, а знак «+» - торможению.

Уравнение движения автомобиля:

a - полная масса автомобиля, кг;a- сила тяжести автомобиля, Н;

Ме- крутящий момент двигателя, Нм;тр - передаточное число трансмиссии;

г0-расчетный радиус качения ведущих колес, м;

ήтp - коэффициент полезного действия трансмиссии;B - коэффициент сопротивления воздуха, Н ∙ с24 ;a- скорость движения автомобиля, м/с;

Ав - площадь лобового сопротивления автомобиля, м2;- коэффициент сопротивления качению;-величина продольного уклона дороги (тангенс угла наклона дороги к горизонту);

α - угол наклона продольного профиля дороги, град(рад);

δ - коэффициент учета вращающихся масс автомобиля. Данное уравнение справедливо для неустановившегося движения автомобиля. При этом


где Iм - момент инерции маховика двигателя и ведущей части сцепления, кг∙м2;кi - момент инерции i-го колеса автомобиля, кг∙м2;- число колес автомобиля.

Уравнение силового (или тягового) баланса


Заменим обозначения сил их развернутыми выражениями.


Уравнение позволяет определить величину окружной силы, развиваемой на ведущих колесах автомобиля, и установить, как она распределяется по различным видам сопротивлений.

2.1 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.

Кривую силы сопротивления воздуха FB движению автомобиля строят, откладывая значения этой силы вверх от значений силы Fv, для соответствующих скоростей движения автомобиля.

Абсцисса точки пересечения кривой суммарного сопротивления Fψ + Fb определяет величину окружной силы, необходимой для движения автомобиля с постоянной скоростью Va = const.

Если при некоторой скорости V1 кривая Fк проходит выше кривой Fψ + Fb, то ордината F3, заключенная между этими кривыми, представляет собой нереализованную часть окружной силы или запас силы, который можно реализовать для преодоления повышенного дорожного сопротивления или разгона автомобиля.

2.1.1 Определение полной массы автомобиля

Полная масса автомобиля определяется следующим образом:

ma = mo + (mч + mб) ∙ ni

где mo - масса снаряженного автомобиля: mo = 945 кг;ч - масса водителя или пассажира: принимаем mч = 75 кг;б - масса багажа из расчета на одного пассажира: mб = 10 кг;i - количество пассажиров, включая водителя: nп = 5 чел..

ma = 945 + (75 + 10) ∙ 5 = 1370 кг

2.1.2 Распределение полной массы по мостам автомобиля

При распределении нагрузки по осям легкового автомобиля с передним расположением двигателя и передним ведущим мостом на задний мост приходится 43-47% полной массы автомобиля.

Принимаем на менее нагруженный задний мост 45% полной массы. Тогда на передний мост приходится 55% полной массы.

Определим полный вес автомобиля:

a = ma ∙ g;a = 1370 ∙ 9,81 = 1349,7 H.

Определим вес, приходящийся на переднюю ось автомобиля:

1 =  ;1 =  = 7391,835 H.

Определим вес, приходящийся на заднюю ось автомобиля:

1 =  ;1 =  = 6047,865 H.

2.1.3 Подбор шин

При выборе шин исходным параметром является нагрузка на наиболее нагруженных колесах. Наиболее нагруженными являются шины переднего моста. Определяем нагрузку на одну шину:


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 165/70R13.

Определяем посадочный диаметр обода d, наружный диаметр Dн и статический радиус колеса rст:

= 13 · 0,0254 = 0,3302 м;i = d +  ;

где kш - H/B (H и B - высота и ширина профиля): для шины 165/70R13 kш = 0,7; B = 165 мм;

i = 0,3302 +  = 0,5612 м ;i = 0,5 ∙ d +

где λсм - коэффициент, учитывающий смятие шины под нагрузкой: для радиальных шин легковых автомобилей принимаем λсм = 0,81;

ri = 0,5 ∙ 0,3302 +  = 0,2587 м.

Определяем радиус качения колеса:

o =  ;

 м.

.1.4 Определение передаточных чисел коробки передач

Передаточное число трансмиссии на j-й передаче определяется по выражению:


где uкп j - передаточное число в коробке передач автомобиля на j-й передаче;

ирк - передаточное число в раздаточной коробке на высшей передаче (при отсутствии раздаточной коробки в трансмиссии автомобиля uрк= 1);гп - передаточное число главной передачи автомобиля.

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.

Максимальное сопротивление дороги для легковых автомобилей должно находиться в пределах

Определим минимальный коэффициент сцепления, при котором данный автомобиль может тронуться с места без пробуксовки ведущих колес:

;

где  - коэффициент перераспределения нормальных реакций, для переднеприводного автомобиля принимаем .

.

Минимальный коэффициент сцепления составил .

Определим минимальную устойчивую скорость движения автомобиля:

;

где  - минимальные устойчивые обороты двигателя, принимаем для дизельного двигателя nemin = 800 об/мин.

Vmin =  = 6,042 км/час

Передаточные числа промежуточных передач выбираются из условия обеспечения максимальной интенсивности разгона автомобиля, а также длительного движения при повышенном сопротивлении дороги.

Передаточное число главной передачи автомобиля определяется из условия обеспечения заданной максимальной скорости движения автомобиля Vmax на высшей передаче из выражения:

,

где uk - передаточное число коробки передач на высшей передаче.0 = 0,377 ∙ ∙ 5000/1*220 = 2,3

КПП проектируемого автомобиля не имеет ускоряющую передачу, поэтому uk = 1

Передаточное число первой передачи КПП определяется из условия преодоления автомобилем максимального сопротивления дороги. При этом используется формула:

,

где Ψmax - максимальный коэффициент сопротивления дороги, преодолеваемой автомобилем на первой передаче (Ψmax = 0,3…0,4).

Принимаем Ψmax = 0,4.

Меmax - максимальный вращающий момент, развиваемый двигателем, Нм (Меmax = 478 Нм).

ηтр - КПД трансмиссии автомобиля (ηтр = 0,85)k1 =  = 3,636

Таблица 2.1 Передаточные числа КП

№ передачи

Обозначение

Фактическое значение

Рассчитанное значение

1

U1

3,636

3,636

2

U2

1,950

2,478

3

U3

1,357

1,689

4

U4

0,941

1,151

5

U5

1

1


Как видно из таблицы 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.

2.1.5 Построение графика тяговой характеристики

Определим значения окружной силы , в зависимости от скорости, при движении автомобиля на различных передачах:

.

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:

;

где i - номер передачи.

Производим расчеты значений окружной силы  и скорости Vi для различных оборотов коленчатого вала в диапазоне от nemin до nemax на различных передачах коробки передач.

Для следующих значений  на i-той передаче расчеты ведем аналогично. Результаты расчетов заносим в таблицу. Полученные значения наносим на тяговую характеристику. Определим силу сопротивления качению  в зависимости от скорости движения автомобиля:

;

где fo - коэффициент сопротивления качению при движении автомобиля с малой скоростью (при расчетах используем значение fo = 0,012).

Силу сопротивления подъема  принимаем равной нулю, так как рассматриваем движение автомобиля на дороге без уклона.

Определим силу сопротивления воздуха  в зависимости от скорости движения автомобиля:

FA =

Результаты расчетов сил сопротивления дороги (качения)  и воздуха

Таблица 2.2

№ п/п

Va, км/ч

, Н, Н, Н



1

0

161,3

0

161,3

2

10

161,9

2,7

164,6

3

20

163,6

10,7

174,3

4

30

166,5

24,2

190,7

5

40

170,6

43

213,6

6

50

175,8

67,1

242,9

7

60

182,2

96,7

278,9

8

70

189,7

131,6

321,3

9

80

198,4

171,9

370,3

10

90

208,3

217,5

425,8

11

100

219,3

268,5

487,8

12

110

231,5

324,9

556,4

13

120

244,9

386,7

631,6

14

130

259,4

453,8

713,2

15

140

275,1

526,3

801,4

16

150

291,9

604,2

896,1

17

160

309,9

687,4

997,3

18

170

329,1

776

1105,1

19

180

349,4

870

1219,4

20

190

370,9

969,4

1340,3

21

200

393,5

1074,1

1467,6

22

210

417,3

1601,5

23

220

442,3

1299,6

1741,9


По рассчитанным значениям строим тяговую характеристику автомобиля.

Рис. 2.1. Тяговая характеристика автомобиля.

2.1.6 Практическое использование тяговой характеристики автомобиля

По тяговой характеристике автомобиля определяем следующие показатели:

1. Окружная сила Fкv при максимальной скорости Vmax: Н.

. Максимальная окружная сила на высшей передаче Fк5max:к5max = 1006,9 Н.

. Максимальная окружная сила Fкmax, развиваемая на ведущих колесах автомобиля: Fкmax = 4669,8 Н.

. Минимальная устойчивая скорость движения автомобиля Vmin:min = 6,042 км/ч.

. Максимальная окружная сила по сцеплению шин ведущих колес с дорогой Fφ:

; Н.

На данном покрытии (асфальтобетонное шоссе) сила сцепления ведущих колес с дорогой больше максимального значения окружной силы тяги.

. Критическая скорость движения автомобиля по условию величины окружной силы на высшей передаче Vк5: Vк5 = 119,089 км/ч.

. Скоростной диапазон автомобиля на высшей передаче dV5:

; .

. Силовой диапазон автомобиля на высшей передаче dF5:

; .

3. Мощностная и топливная характеристика автомобиля

Для анализа динамических свойств автомобиля можно вместо соотношения сил использовать сопоставление тяговой мощности NT с мощностью, необходимой для преодоления сопротивления движению. Мощностной баланс автомобиля в общем виде можно представить следующей формулой

,

где Рв - мощность, подводимая к ведущим колесам автомобиля, кВт;


где  - мощность на выходном конце коленчатого вала двигателя, кВт;

 - мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления качению колес автомобиля, кВт; определяется по формуле-18


 - мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления воздуха, кВт;

,

Уравнение мощностного баланса, так же как и уравнение силового баланса, проще решать графически. С этой целью строим график зависимости тяговой мощности Рв от скорости движения автомобиля, предварительно подсчитав Рв по для всех значений скоростей автомобиля.

Значение степени использования мощности:

И =

Значение степени использования оборотов коленчатого вала двигателя:

.

Путевой расход топлива (в л/100км) определяем по формуле:

;

где  - удельный расход топлива при максимальной мощности, выше  на 5-10%, - плотность топлива.

Производим расчеты необходимых величин, результаты расчетов заносим в таблицу. По полученным значениям строим мощностную и топливную характеристики автомобилей на высшей передаче.

Таблица 3.1. Расчет мощностной и топливной характеристики автомобиля на высшей передаче

п

V1, км/ч

, кВт, кВт, кВтИЕkИkЕQS, л/100км








800

28,021

5,75046

1,3

0,164

0,255

0,143

1,748

1,127

4,56

1000

35,026

7,56542

1,6

0,321

0,254

0,179

1,752

1,102

4,7

1500

56,042

13,60294

2,8

1,313

0,302

0,286

1,565

1,04

5,3

2000

70,052

17,97366

3,7

2,564

0,349

0,357

1,411

1,009

5,65

2500

91,068

24,71494

5,3

5,633

0,442

0,464

1,177

0,976

6,12

3000

105,079

29,1227

6,6

8,654

0,524

0,536

1,041

0,963

6,45

3500

126,094

35,27134

8,9

14,954

0,676

0,643

0,927

0,954

7,42

4000

140,105

38,87348

10,7

20,513

0,803

0,714

0,926

0,955

8,74

4500

154,115

41,9015

12,8

27,303

0,957

0,786

0,982

0,96

10,88


Рис. 3.1. Мощностная характеристика автомобиля на высшей передаче

Рис. 3.2. Топливная характеристика автомобиля на высшей передаче

.1 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:

;  км/ч;

3) по графику топливной характеристики установившегося движения для эксплуатационной скорости Vэ определяем расход топлива Q: = 5,73 л/100км;

4) вычисляем эксплуатационный расход топлива Qэ в л/100 км:

  л/100 км.

4. 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.

Графическая зависимость динамического фактора от скорости движения автомобиля при различных передачах и полной нагрузке называется динамической характеристикой.

4.1 Построение динамической характеристики

При построении динамической характеристики используем следующие допущения:

) двигатель работает по внешней скоростной характеристике;

) 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:

.

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:

.

Результаты расчетов заносим в таблицу. 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.

.

Результаты расчетов заносим в таблицу. Полученные значения наносим на динамическую характеристику.

По рассчитанным значениям строим тяговую характеристику автомобиля.

Таблица 4.1. Результаты расчетов динамического фактора D

n, об/мин

1-я передача

2-я передача

3-я передача

4-я передача

5-я передача


V1, км/ч

D1

V2, км/ч

D2

V3, км/ч

D3

V4, км/ч

D4

V5, км/ч

D5

800

6,042

0,2549

11,266

0,1365

16,189

0,0946

23,346

0,0649

28,021

0,0534

1000

7,552

0,2682

14,082

0,1435

20,236

0,0993

29,182

0,0677

35,026

0,0554

1500

12,084

0,3012

22,532

0,1607

32,378

0,1104

46,692

0,0737

56,042

0,0587

2000

15,105

0,3183

28,165

0,1693

40,472

0,1157

58,365

0,0757

70,052

0,0589

2500

19,636

0,3364

36,614

0,1781

52,614

0,1203

75,874

0,0758

91,068

0,0561

3000

22,657

0,3433

42,247

0,1811

60,709

0,1211

87,547

0,0738

105,079

0,0522

3500

33,231

2,007

61,962

1,305

89,039

0,827

128,402

0,32

154,115

0,029

4000

40,783

0,2997

76,045

0,151

109,276

0,0892

157,585

0,0288

189,142

0,0061

4500

45,314

0,266

84,494

0,1306

121,417

0,0714

175,094

0,0087

210,157

0,003


Таблица 4.2. Результаты расчетов коэффициента сопротивления дороги ψ

№ п/п

Va, км/ч

ψ

1

0

0,012

2

10

0,012

3

20

0,012

4

30

0,012

5

40

0,013

6

50

0,013

7

60

0,014

8

70

0,014

9

80

0,015

10

90

0,015

11

100

0,016

12

110

0,017

13

120

0,018

14

130

0,019

15

140

0,02

16

150

0,022

17

160

0,023

18

170

0,024

19

180

0,026

20

190

0,028

21

200

0,029

22

210

23

220

0,033

.2 Практическое использование динамической характеристики автомобиля

двигатель автомобиль коробка топливный

По динамической характеристике автомобиля определяем следующие показатели:

1. Динамический фактор при максимальной скорости движения автомобиля Dv: .

2. Максимальный динамический фактор на высшей передаче D5max:5max = 0,0591.

. Максимальный динамический фактор автомобиля Dmax: Dmax = 0,347.

. Максимальное дорожное сопротивление, преодолеваемое автомобилем на высшей и низшей передачах ,: , .

5. Максимальный подъем, преодолеваемый автомобилем на высшей и низшей передачах ,:

; ;

; .

6. Минимальная устойчивая скорость движения автомобиля Vmin:min = 6,042 км/ч.

Рис. 4.1. Динамическая характеристика автомобиля

7. Динамический фактор по сцеплению шин с поверхностью дорожного покрытия Dφ:

; .

. Критическая скорость движения автомобиля на высшей передаче по условию величины динамического фактора Vк5: Vк5 = 63,047 км/ч.

9. Скоростной диапазон автомобиля на высшей передаче dV5 :

; .

10. Силовой диапазон автомобиля на высшей передаче dD5:

; .

.3 Ускорение автомобиля при разгоне

Ускорение рассчитывают применительно к горизонтальной дороге с твердым покрытием при условии максимального использования мощности двигателя и отсутствии буксования ведущих колес.

4.3.1 Построение графика ускорения автомобиля при разгоне

Величину ускорения находим из уравнения, связывающего динамический фактор с условиями движения автомобиля:

;

где  - коэффициент учета вращающихся масс;

;

для одиночных автомобилей при их номинальной нагрузке можно считать  ; .

Таким образом, имеем:

;

Результаты расчетов заносим в таблицу. Полученные значения наносим на график ускорений автомобиля.

По рассчитанным значениям строим график ускорений автомобиля.

Таблица 4.3. Результаты расчетов ускорения автомобиля а

n, об/мин

1-я передача

2-я передача

3-я передача

4-я передача

5-я передача


V1, км/ч

ax1,V2, км/чax2,V3, км/чax3,V4, км/чax4,V5, км/чax5,









800

6,042

1,509

11,266

1,016

16,189

0,72

23,346

0,476

28,021

0,375

1000

7,552

1,592

14,082

1,073

20,236

0,76

29,182

0,5

35,026

0,391

1500

12,084

1,796

22,532

1,212

32,378

0,855

46,692

0,549

56,042

0,414

2000

15,105

1,902

28,165

1,281

40,472

0,899

58,365

0,563

70,052

0,409

2500

19,636

2,014

36,614

1,351

52,614

0,935

75,874

0,554

91,068

0,37

3000

22,657

2,057

42,247

1,374

60,709

0,938

87,547

0,529

105,08

0,323

3500

33,231

2,007

61,962

1,305

89,039

0,827

128,402

0,32

154,115

0,229

4000

40,783

1,783

76,045

1,114

109,276

0,629

157,585

0,055

189,142

0,131

4500

45,314

1,573

84,494

0,943

121,417

0,463

175,094

0,015

210,157

0,057



Рис. 4.2. График ускорений автомобиля

.3.2 Практическое использование графика ускорений автомобиля

По графику ускорений автомобиля определяем следующие показатели:

. Максимальное ускорение ахmax: ахmax = 2,074 м/с2.

2. Скорость автомобиля при максимальном ускорении Vaxmax:axmax = 25,678 км/ч.

. Максимальное ускорение на высшей передаче ax5max:

ax5max = 0,415 м/с2.

4. Скорость автомобиля на высшей передаче при максимальном ускорении Vax5max: Vax5max = 60 км/ч.

4.3.3 Определение времени разгона

Путь и время разгона рассчитывают в предположении, что автомобиль разгоняется на ровной горизонтальной дороге, при полной подаче топлива, на участке длиной 2000 м (согласно ГОСТ 22576-90 “Автотранспортные средства. Скоростные свойства. Методы испытаний.”).

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 первой передачи расчет ведется в диапазоне от Vmink до Vmaxk.

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

.

Среднее ускорение для i-того интервала составит:

.

Время движения автомобиля Δti в секундах, за которое его скорость вырастает на величину ΔVi, определяется по закону равноускоренного движения:

.

Общее время разгона автомобиля на k-ой передаче от скорости Vmink до Vmaxk, при которой начинается переключение на (k + 1)-ую передачу, находят суммированием времен разгона в интервалах:


Принимаем время переключения передачи  с.

Падение скорости автомобиля при переключении передачи рассчитываем по формуле:

.

Для следующей передачи расчет ведется в диапазоне от Vmink+1 = Vmaxk - VП до Vmaxk+1.

Производим расчеты. Рассчитанные значения заносим в таблицы 4.4 для 1-й передачи, 4.5. для 2-й передачи, 4.6. для 3-й передачи, 4.7 для 4-й передачи. Для 5-й передачи расчет не проводится.

.3.4 Определение пути разгона

Средняя скорость в интервале от  до  составляет:

.

При равноускоренном движении в интервале от  до  путь проходимый автомобилем составляет:

.

Путь разгона автомобиля от минимальной скорости до максимальной на данной передаче определяем суммированием:


Определим путь проходимый автомобилем за время переключения передачи:

.

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

Производим построение скоростных характеристик времени и пути разгона автомобиля.

Таблица 4.4. Расчет характеристик времени и пути разгона автомобиля на 1-й передаче

№ п/п

Vi1, км/ч

Vi1, м/с

ΔVi1, м/с

ai1, м/с2

aiср1, м/с2

Δti1, c

ti1, c

tП1, c

Vmax1 - VП1, км/ч

Viср1, м/с

ΔSi1, м

Si1, м

SП1, м

1

4,531

1,259


1,421



0

1

44,882



0

12,5272

2

6,042

1,678

0,419

1,509

1,465

0,28601

0,28601



1,4685

0,42

0,42


3

7,552

2,098

0,42

1,592

1,551

0,27079

0,5568



1,888

0,511

0,931


4

9,063

2,518

0,42

1,665

1,629

0,25783

0,81463



2,308

0,595

1,526


5

10,573

2,937

0,419

1,736

1,701

0,24633

1,06096



2,7275

0,672

2,198


6

12,084

3,357

0,42

1,796

1,766

0,23783

1,29879



3,147

0,748

2,946


7

13,594

3,776

0,419

1,853

1,825

0,22959

1,52838



3,5665

0,819

3,765


8

15,105

4,196

0,42

1,902

1,878

0,22364

1,75202



3,986

0,891

4,656


9

16,615

4,615

0,419

1,946

1,924

0,21778

1,9698



4,4055

0,959

5,615


10

18,126

5,035

0,42

1,983

1,965

0,21374

2,18354



4,825

1,031

6,646


11

19,636

5,454

0,419

2,014

1,999

0,2096

2,39314



5,2445

1,099

7,745


12

21,147

5,874

0,42

2,038

2,026

0,20731

2,60045



5,664

1,174

8,919


13

22,657

6,294

0,42

2,057

2,048

0,20508

2,80553



6,084

1,248

10,167


14

24,168

6,713

0,419

2,069

2,063

0,2031

3,00863



6,5035

1,321

11,488


15

25,678

7,133

2,074

2,072

0,2027

3,21133



6,923

1,403

12,891


16

27,189

7,553

0,42

2,073

2,074

0,20251

3,41384



7,343

1,487

14,378


17

28,699

7,972

0,419

2,066

2,07

0,20242

3,61626



7,7625

1,571

15,949


18

30,21

8,392

0,42

2,053

2,06

0,20388

3,82014



8,182

1,668

17,617


19

31,72

8,811

0,419

2,033

2,043

0,20509

4,02523



8,6015

1,764

19,381


20

33,231

9,231

0,42

2,007

2,02

0,20792

4,23315



9,021

1,876

21,257


21

34,741

9,65

0,419

1,975

1,991

0,21045

4,4436



9,4405

1,987

23,244


22

36,252

10,07

0,42

1,937

1,956

0,21472

4,65832



9,86

2,117

25,361


23

37,762

10,489

0,419

1,892

1,915

0,2188

4,87712



10,2795

2,249

27,61


24

39,273

10,909

0,42

1,84

1,866

0,22508

5,1022



10,699

2,408

30,018


25

40,783

11,329

0,42

1,783

1,812

0,23179

5,33399



11,119

2,577

32,595


26

42,294

11,748

0,419

1,719

1,751

0,23929

5,57328



11,5385

2,761

35,356


27

43,804

12,168

0,42

1,649

1,684

0,24941

5,82269



11,958

2,982

38,338


28

45,314

12,587

0,419

1,573

1,611

0,26009

6,08278



12,3775

3,219

41,557



Таблица 4.5. Расчет характеристик времени и пути разгона автомобиля на 2-й передаче

№ п/п

Vi2, км/ч

Vi2, м/с

ΔVi2, м/с

ai2, м/с2

aiср2, м/с2

Δti2, c

ti2, c

tП2, c

Vmax2 - VП2, км/ч

Viср2, м/с

ΔSi2, м

Si2, м

SП2, м

13

44,882

12,467


1,374



7,08278

1

83,988



54,084

23,4003

14

45,064

12,518

0,05

1,378

1,376

0,03634

7,11912



12,4925

0,454

54,538


15

47,88

13,3

0,78

1,378

1,378

0,56604

7,68516



12,909

7,307

61,845


16

50,696

14,082

0,78

1,372

1,375

0,56727

8,25243



13,691

7,766

69,611


17

53,513

14,865

0,78

1,362

1,367

0,57059

8,82302



14,4735

8,258

77,869


18

56,329

15,647

0,78

1,348

1,355

0,57565

9,39867



15,256

8,782

86,651


19

59,146

16,429

0,78

1,329

1,339

0,58252

9,98119



16,038

9,342

95,993


20

61,962

17,212

0,78

1,305

1,317

0,59226

10,57345



16,8205

9,962

105,955


21

64,779

17,994

0,78

1,276

1,291

0,60418

11,17763



17,603

10,635

116,590


22

67,595

18,776

0,78

1,242

1,259

0,61954

11,79717



18,385

11,39

127,980


23

70,412

19,559

0,78

1,204

1,223

0,63778

12,43495



19,1675

12,225

140,205


24

73,228

20,341

0,78

1,161

1,183

0,65934

13,09429



19,95

13,154

153,359


25

76,045

21,124

0,78

1,114

1,138

0,68541

13,7797



20,7325

14,21

167,569


26

78,861

21,906

0,78

1,061

1,088

0,71691

14,49661



21,515

15,424

182,993


27

81,678

22,688

0,78

1,005

1,033

0,75508

15,25169



22,297

16,836

199,829


28

84,494

23,471

0,78

0,943

0,974

0,80082

16,05251



23,0795

18,483

218,312



Таблица 4.6. Расчет характеристик времени и пути разгона автомобиля на 3-й передаче

№ п/п

Vi3, км/ч

Vi3, м/с

ΔVi3, м/с

ai3, м/с2

aiср3, м/с2

Δti3, c

ti3, c

tП3, c

Vmax3 - VП3, км/ч

ΔSi3, м

Si3, м

SП3, м

18

83,988

23,33


0,879



17,05251

1

120,8



241,713

33,6413

19

84,992

23,609

0,28

0,855

0,867

0,32295

17,37546



23,4695

7,579

249,292


20

89,039

24,733

1,12

0,827

0,841

1,33175

18,70721



24,171

32,19

281,482


21

93,087

25,858

1,13

0,796

0,812

1,39163

20,09884



25,2955

35,202

316,684


22

97,134

26,982

1,12

0,76

0,778

1,43959

21,53843



26,42

38,034

354,718


23

101,181

28,106

1,12

0,721

0,741

1,51147

23,0499



27,544

41,632

396,350


24

105,228

29,23

1,12

0,677

0,699

1,60229

24,65219



28,668

45,934

442,284


25

109,276

30,354

1,12

0,629

0,653

1,71516

26,36735



29,792

51,098

493,382


26

113,323

31,479

1,13

0,577

0,603

1,87396

28,24131



30,9165

57,936

551,318


27

117,37

32,603

1,12

0,522

0,55

2,03636

30,27767



32,041

65,247

616,565


28

121,417

33,727

1,12

0,463

0,493

2,27181

32,54948



33,165

75,345

691,910



Таблица 4.7. Расчет характеристик времени и пути разгона автомобиля на 4-й передаче

№ п/п

Vi4, км/ч

Vi4, м/с

ΔVi4, м/с

ai4, м/с2

aiср4, м/с2

Δti4, c

ti4, c

tП4, c

Vmax4 - VП4, км/ч

Viср4, м/с

ΔSi4, м

Si4, м

SП4, м

18

120,801

33,556


0,399



33,54948





725,551


19

122,566

34,046

0,49

0,361

0,38

1,28947

34,83895



33,801

43,585

769,136


20

128,402

35,667

1,62

0,32

0,341

4,75073

39,58968



34,8565

165,594

934,730


21

134,239

37,289

1,62

0,274

0,297

5,45455

45,04423



36,478

198,971

1133,701


22

140,075

38,91

1,62

0,225

0,25

6,48

51,52423



38,0995

246,885

1380,586


23

146,318

41,72

1,62

0,175

0,205

9,887

57,8851



38,655

345,853

1890,659



Таблица 4.8. Расчет характеристик времени и пути разгона автомобиля на 5-й передаче

№ п/п

Vi4, км/ч

Vi4, м/с

ΔVi4, м/с

ai4, м/с2

aiср4, м/с2

Δti4, c

ti4, c

tП4, c

Vmax4 - VП4, км/ч

Viср4, м/с

ΔSi4, м

Si4, м

SП4, м

23

145,912

40,531


0,173



59,66493





1703,939


24

151,748

42,152

1,62

0,115

0,144

11,25

70,91493



41,3415

465,092

2169,031


25

157,585

43,774

1,62

0,055

0,085

19,05882

89,97375



42,963

818,824

2987,855


26

163,421

45,395

1,62

-0,009

0,023

70,43478

160,40853



44,5845

3140,299

6128,154




Рис. 4.3. Скоростная характеристика времени разгона автомобиля

Рис. 4.4. Скоростная характеристика пути разгона автомобиля

4.3.5 Практическое использование характеристик времени и пути разгона автомобиля

По скоростной характеристике разгона определяются следующие оценочные измерители тягово-скоростных свойств автомобиля:

) условная максимальная скорость Vymax в км/ч.

Данная скорость определяется как средняя скорость прохождения автомобилем последних 400 м двухкилометрового участка:

;

где t2000 и t1600 - время разгона автомобиля на участках протяженностью соответственно 2000 м и 1600 м;

км/ч;

) время разгона автомобиля t400 и t1000 на участках протяженностью 400 м и 1000 м.

По характеристикам времени и пути разгона автомобиля t400 = 23 с;

t1000 = 42 с;

) время разгона tз до заданной скорости Vз.

Для автотранспортных средств полной массой менее 3,5 т Vз = 100 км/ч.

По характеристикам времени и пути разгона автомобиля tз = 22,4 с.

5. Итоговые таблицы

Таблица 5.1 Данные, определенные по тяговой характеристике

Параметр

Vmax

Fkv

Fkmax,k

Fkmax

Vmin

Fφ

Vкр,k

dVn

dFn

Размерность

км/ч

Н

Н

Н

км/ч

Н

км/ч

-

-

Значение

6,042

964,6

1006,9

4669,8

6,042

5322

119,089

1,31

1,044


Таблица 5.2 Данные, определенные по динамической характеристике

Параметр

Vmax

Dv

Dnmax

Dmax

inmax

Vmin

Dφ

Vкрk

dVn

dDn

Размерность

км/ч

-

-

-

-

км/ч

-

км/ч

-

-

Значение

161

0,024

0,0591

0,347

0,335

6,042

0,396

63,047

2,474

2,463


Таблица 5.3 Данные, определенные по характеристике ускорений автомобиля

Параметр

aXmax

Vaxmax

aXmax.k

Vaxmax,k

Vmax

Размерность

м/с2

км/ч

м/с2

км/ч

км/ч

Значение

2,074

0,415

60

161


Таблица 5.4 Данные, определенные по характеристикам времени и пути разгона автомобиля

Параметр

Vymax

t400

t1000

V3

t3

Размерность

км/ч

с

с

км/ч

с

Значение

147

23

42

100

22,4


Таблица 5.5 Данные, определенные по топливной характеристике установившегося движения автомобиля

Параметр

VQk

Qk

Vэ

Qэ

Размерность

км/ч

л/100км

км/ч

л/100км

Значение

110

5,73

73,3

6,3...6,6


Похожие работы на - Техническая характеристика легкового автомобиля

 

Не нашли материал для своей работы?
Поможем написать уникальную работу
Без плагиата!