Тягово-динамический расчет автомобиля УАЗ-31512
Федеральное
агентство по образованию Российской Федерации
Государственное
образовательное учреждение высшего профессионального образования
Южно-Уральский
государственный университет
Кафедра
«Автомобили»
Тягово-динамический
расчет автомобиля УАЗ-31512
Выполнил
студент группы:
Курочкин
А.А.
Проверил:
Уланов А.Г.
Челябинск -
2011
Аннотация
Тяговый расчет автомобиля с механической
трансмиссией: Курсовая работа по теории автомобиля. - Челябинск: ЮУрГУ, 2011 г.
- 33 стр., библиография 2 наименования.
В работе изложены методы расчетов параметров
автомобиля, обеспечивающие заданные тягово-скоростные свойства, и методика
расчета оценочных характеристик.
В расчетах показан метод нахождения оптимального
варианта конструктивной схемы автомобиля: тип двигателя, его расположение,
схему и тип трансмиссии, развесовку и колесную формулу, определение
характеристик двигателя и трансмиссии, обеспечивающих требуемые
тягово-скоростные свойства, автомобиля в заданных условиях эксплуатации. В
работе проведен анализ тяговых и динамических качеств будущего автомобиля.
Содержание
Введение
.
Исходные данные
.
Расчетные параметры
.1
Определение полной массы автомобиля
.2
Подбор шин
.
Выбор двигателя и построение его внешней скоростной характеристики
.
Определение передаточного числа главной передачи
.
Выбор числа передач и определение передаточных чисел коробки передач
.
Тяговая и динамическая характеристика автомобиля
.
Ускорение автомобиля
.
Определение времени и пути разгона
.
Мощностной баланс
.
Топливная экономичность автомобиля
Литература
Введение
Тягово-скоростные свойства автомобиля - это
совокупность свойств, определяющих выходные характеристики его прямолинейного
движения в различных условиях, при работе двигателя на внешней скоростной
характеристике.
Тяговый режим характеризуется передачей мощности
от двигателя к ведущим колесам достаточной для преодоления сопротивления
движению. Скорость движения автомобиля выбирают, исходя из эксплуатационных
условий.
К показателям выходных характеристик, оценивающих
тягово-скоростные свойства автомобиля, относятся: для заданных дорожных условий
максимальная скорость движения, максимальное ускорение, максимальные
преодолеваемые подъемы и минимальное время разгона до определенной скорости.
Тягово-скоростные свойства имеют важное значение
при эксплуатации автомобиля. Они во многом определяют его среднюю скорость и
производительность, которые являются важнейшими его показателями.
. Исходные данные
Техническое задание:
Легковой автомобиль с приводом на переднюю и заднюю
ось;
Пассажировместмость - 7 человек;
Используется на дорогах общей сети, грунтовым
дорогам и пересеченной местности
Выбираемые параметры:
прототип - УАЗ-31512
- масса снаряженного автомобиля = 1600 кг
максимальная скорость = 110 км/ч
максимальный угол подъема,
преодолеваемый автомобилем = 31º
- фактор обтекаемости = 1,0 Нс²/м²
- коэффициент полезного действия
трансмиссии = 0,82
обороты двигателя при максимальной
мощности = 4000
об/мин
распределение веса по осям
автомобиля П/З = 41/59
2. Расчетные параметры
.1 Определение полной массы автомобиля
Полную массу автомобиля рассчитывают по формуле:
где = 1600 кг - масса снаряженного
автомобиля;
- масса водителя или пассажира, кг;
- число мест для сиденья;
- масса багажа на одного человека,
кг.
.2 Подбор шин
Так как проектируемый автомобиль
предназначен как для движения по дорогам общей сети, так и для движения по
грунтовым дорогам и пересеченной местности, то принимаем колесную формулу 4х4.
Для определения нагрузки на заднюю
ось воспользуемся развесовкой автомобиля-прототипа при полной нагрузке.
где - масса приходящая на заднюю ось
автомобиля
- полная масса автомобиля
Выбор шин осуществляется по
максимальной скорости и нагрузке на колесо.
Выбираем следующий размер шин:
215/90R15
где 215 - ширина профиля шин в мм;
- отношение высоты профиля к ширине в процентах
R - радиальная шина
- посадочный диаметр, соответствующий диаметру
обода колеса в дюймах
Рассчитываем радиус качения колеса с выбранной
шиной:
где - статический радиус колеса,
определяемый по формуле:
где - диаметр обода колеса, м;
= 0,88…0,9 - коэффициент,
учитывающий вертикальную деформацию шин;
Н - высота профиля шины, м.
3. Выбор двигателя и построение его внешней
скоростной характеристики
В настоящее время на автомобилях наиболее
широкое распространение получили двигатели внутреннего сгорания. На легковых
автомобилях применяют бензиновые двигатели.
Определим максимальную мощность
двигателя . Для этого
сначала найдем мощность двигателя при выбранной максимальной скорости
автомобиля при движении на горизонтальной асфальтобетонной дороге. Мощность
двигателя при рассчитаем
по формуле:
где и - коэффициенты сопротивлению дороги
и КПД трансмиссии при максимальной скорости;
= 0,012...0,015 - коэффициент
сопротивления качения для асфальто-бетона, относящийся к малым скоростям;
- вес автомобиля
А мощность двигателя при выбранной максимальной
скорости:
На транспортных автомобилях,
устанавливается двигатель несколько завышенной мощности для того, чтобы создать
собственную приспосабливаемость его к внешним перегрузкам и уменьшить
количество вынужденных переключений передач.
Для бензиновых двигателей без ограничителя числа
оборотов степень использования равна:
Максимальная мощность двигателя
определим по формуле:
где a, b и c -
коэффициенты, характеризующие тип и конструкцию двигателя внутреннего сгорания
(a = b = c = 1),
Определим стендовую мощность:
,
где =1,1….1,2 .
Величину двигателя
проектируемого автомобиля используют лишь для сравнения ее с данными существующих
двигателей и установления возможности применения выпускаемых промышленностью
двигателей.
Внешняя скоростная характеристика
может быть получена из решения следующей формулы:
где и - текущие значения мощности и числа
оборотов вала двигателя в минуту;
а, b и с -
коэффициенты, характеризующие тип и конструкцию двигателя внутреннего сгорания,
a = b = c = 1
об/мин;об/мин; об/мин
Зададим в интервале от до еще ряд
значений , находим
соответствующие значения и строим
кривую зависимости , а затем и , имея
ввиду, что:
Н∙м,
Н∙м,
где - угловая частота вращения
коленчатого вала, 1/с.
Результаты расчета занесем в табл. 1.
Таблица
1
Внешняя скоростная
характеристика двигателя
Частота
вращения коленчатого вала , об/минМощность ,
кВтКрутящий момент , Н·м
|
|
|
700
|
9,23
|
125,95
|
1100
|
18,37
|
159,49
|
1500
|
25,78
|
164,15
|
1900
|
33,06
|
166,15
|
2300
|
39,85
|
165,48
|
2700
|
45,85
|
162,16
|
3100
|
50,69
|
156,17
|
3500
|
54,07
|
147,53
|
3900
|
55,63
|
136,23
|
4300
|
55,05
|
122,26
|
График зависимости и представлен
на рисунке 1.
Рисунок 1. Внешняя скоростная
характеристика двигателя
Определим рабочий объем (литраж) двигателя по
формуле:
где (кВт) и (об/мин) -
выбираются по внешней скоростной характеристике;
- тактность двигателя, =4 - для
четырехтактного;
- среднее эффективное давление при
максимальной мощности, МПа. Для современных автомобильных двигателей = 0,6...1,6
МПа.
По полученному рабочему объему
двигателя можно установить класс и некоторые характеристики проектируемого
легкового автомобиля. Автомобиль - среднего класса, первой группы.
4. Определение передаточного числа главной
передачи
Так как в техническом задании определена
максимальная скорость движения автомобиля, то передаточное число главной
передачи определяется, исходя из соотношения:
где - обороты коленчатого вала,
соответствующие максимальной скорости
автомобиля, об/мин;
= 1,0 - передаточное число коробки
передач на высшей передаче;
= 1,0 - передаточное число высшей
передачи в раздаточной коробке.
5. Выбор числа передач и определение
передаточных чисел коробки передач
При выборе числа передач в коробке передач
обычно учитывают два фактора:
- чем выше число передач, тем выше динамические
качества автомобиля и меньше расход топлива;
- с увеличением числа передач растут
габариты, металлоемкость и стоимость коробки передач.
Исходя из этого обычно выбирают для легковых
автомобилей при механической трансмиссии 4...5 передач.
Передаточное число первой передачи выбирают
из условия преодоления максимального сопротивления дороги и
отсутствия буксования ведущих колес при заданном значении :
где ; - для полноприводных автомобилей на
низшей передаче в раздаточной коробке.
;
, если все колеса ведущие.
Передаточное число первой передачи
должно удовлетворять условию обеспечения минимально устойчивой скорости
движения :
где = 700 об/мин - минимальная частота
вращения коленчатого вала, км/ч.
При трехвальной коробке передач
высшую передачу или предшествующую ей обычно выбирают прямой, промежуточные по
геометрической прогрессии по формуле:
где - передаточное число промежуточной
передачи;
m - номер
произвольной промежуточной передачи;
n - номер
расчетной высшей передачи.
Тогда: .
Для улучшения разгона автомобиля
учитывают возрастающее сопротивление воздуха при движении на более высоких
скоростях. Практически это осуществляют, уменьшая на 5...15% передаточные числа
промежуточных передач, вычисленных по формулам геометрической прогрессии, до
получения соотношения:
>>…>
Тогда получаем: .
Передаточное число‚ низшей передачи
дополнительной коробки рассчитывают, исходя из условия получения минимальной
скорости:
где - минимальное число оборотов
коленчатого вала в минуту,
=2…3 км/ч;
6. Тяговая и динамическая характеристика
автомобиля
Тяговая и динамическая
характеристика представляют собой графики зависимостей и на всех
передачах, а также на
горизонтальной дороге, и рассчитываются на основании следующих зависимостей:
сила тяги на колесе
скорость движения
сопротивление дороги
при α = 0
сопротивление воздуха
динамический фактор
где - передаточное число трансмиссии
при наличии коробки передач, дополнительной коробки и главной передачи;
при движении без пробуксовывания;
П = 0 - количество прицепов или
полуприцепов;
- коэффициент, учитывающий влияние
прицепа или полуприцепа на сопротивление воздуха,
- табличное значение коэффициента
сопротивления дороги
для сухого асфальтобетона
Угол подъема, который преодолевает
автомобиль на каждой передаче при разных значениях равномерной скорости и
заданном коэффициенте сопротивления качению определяется по уравнению:
Вычисленные значения запишем в табл. 2.
Таблица
2
n, об/мин
|
V, м/с
|
V, км/ч
|
Pk, Н
|
Pw, Н
|
D
|
ψ
|
α,
º
|
Pψ, Н
|
Движение
на пониженной
передаче
|
700
|
0,56
|
2,0
|
13591,3
|
0,3
|
0,59
|
0,01500
|
35,3
|
345,5
|
1100
|
0,87
|
3,1
|
17210,9
|
0,8
|
0,75
|
0,01501
|
47,7
|
345,6
|
1500
|
1,19
|
4,3
|
17713,1
|
1,4
|
0,77
|
0,01501
|
49,4
|
345,7
|
1900
|
1,51
|
5,4
|
17928,4
|
2,3
|
0,78
|
0,01502
|
50,2
|
345,9
|
2300
|
1,83
|
6,6
|
17856,6
|
3,3
|
0,77
|
0,01503
|
49,9
|
346,1
|
2700
|
2,14
|
7,7
|
17497,9
|
4,6
|
0,76
|
0,01504
|
48,6
|
346,4
|
3100
|
2,46
|
8,9
|
16852,1
|
6,0
|
0,73
|
0,01505
|
46,1
|
346,7
|
3500
|
2,78
|
10,0
|
15919,4
|
7,7
|
0,69
|
0,01507
|
42,8
|
347,0
|
3900
|
3,10
|
11,1
|
14699,6
|
9,6
|
0,64
|
0,01508
|
38,8
|
347,4
|
4300
|
3,41
|
12,3
|
13192,9
|
11,6
|
0,57
|
0,01510
|
34,1
|
347,8
|
Движение
на I
передаче
|
700
|
1,11
|
4,0
|
6797,3
|
1,2
|
0,30
|
0,01501
|
16,3
|
345,7
|
1100
|
1,75
|
6,3
|
8607,5
|
3,0
|
0,37
|
0,01503
|
21,1
|
346,1
|
1500
|
2,38
|
8,6
|
8858,7
|
5,6
|
0,38
|
0,01505
|
21,7
|
346,6
|
1900
|
3,02
|
10,9
|
8966,3
|
9,1
|
0,01508
|
22,0
|
347,3
|
2300
|
3,65
|
13,1
|
8930,4
|
13,3
|
0,39
|
0,01512
|
21,9
|
348,1
|
2700
|
4,28
|
15,4
|
8751,0
|
18,3
|
0,38
|
0,01516
|
21,4
|
349,1
|
3100
|
4,92
|
17,7
|
8428,1
|
24,1
|
0,36
|
0,01521
|
20,5
|
350,3
|
3500
|
5,55
|
20,0
|
7961,6
|
30,8
|
0,34
|
0,01527
|
19,2
|
351,7
|
3900
|
6,19
|
22,3
|
7351,6
|
38,2
|
0,32
|
0,01534
|
17,6
|
353,2
|
4300
|
6,82
|
24,6
|
6598,0
|
46,4
|
0,28
|
0,01541
|
15,6
|
354,8
|
Движение на II передаче
|
700
|
1,9
|
7,0
|
3905,4
|
3,7
|
0,169
|
0,01503
|
8,9
|
346,2
|
1100
|
3,0
|
10,9
|
4945,4
|
9,2
|
0,214
|
0,01508
|
11,5
|
347,3
|
1500
|
4,1
|
14,9
|
5089,7
|
17,1
|
0,220
|
0,01515
|
11,8
|
348,9
|
1900
|
5,2
|
18,9
|
5151,6
|
27,5
|
0,222
|
0,01524
|
12,0
|
351,0
|
2300
|
6,3
|
22,9
|
5131,0
|
40,2
|
0,221
|
0,01535
|
11,9
|
353,6
|
2700
|
7,5
|
26,8
|
5027,9
|
55,4
|
0,216
|
0,01549
|
11,6
|
356,7
|
3100
|
8,6
|
30,8
|
4842,3
|
73,1
|
0,207
|
0,01564
|
11,1
|
360,2
|
3500
|
9,7
|
34,8
|
4574,3
|
93,2
|
0,195
|
0,01582
|
10,3
|
364,3
|
3900
|
10,8
|
38,8
|
4223,8
|
115,7
|
0,178
|
0,01602
|
9,4
|
368,8
|
4300
|
11,9
|
42,8
|
3790,9
|
140,6
|
0,158
|
0,01623
|
8,2
|
373,9
|
Движение на III передаче
|
700
|
3,19
|
11,5
|
2368,
|
10,1
|
0,102
|
0,01509
|
5,0
|
347,5
|
1100
|
5,01
|
18,0
|
2998,7
|
25,0
|
0,129
|
0,01522
|
6,5
|
350,5
|
1500
|
6,83
|
24,6
|
3086,2
|
46,5
|
0,131
|
0,01541
|
6,6
|
354,9
|
1900
|
8,66
|
31,21
|
3123,7
|
74,7
|
0,132
|
0,01566
|
6,7
|
360,5
|
2300
|
10,48
|
37,7
|
3111,2
|
109,4
|
0,130
|
0,01596
|
6,5
|
367,6
|
2700
|
12,30
|
44,3
|
3048,7
|
150,8
|
0,126
|
0,01632
|
6,3
|
375,9
|
3100
|
14,12
|
50,8
|
2936,2
|
198,8
|
0,119
|
0,01674
|
5,9
|
385,6
|
3500
|
15,94
|
57,4
|
2773,7
|
253,4
|
0,109
|
0,01722
|
5,3
|
396,7
|
3900
|
17,77
|
64,0
|
2561,2
|
314,6
|
0,098
|
0,01776
|
4,6
|
409,0
|
4300
|
19,59
|
70,5
|
2298,7
|
382,5
|
0,083
|
0,01836
|
3,7
|
422,7
|
Движение на IV передаче
|
700
|
4,97
|
17,9
|
1517,9
|
24,7
|
0,0648
|
0,01522
|
2,8
|
350,4
|
1100
|
7,82
|
28,1
|
1922,2
|
60,9
|
0,0808
|
0,01554
|
3,6
|
357,8
|
1500
|
10,66
|
38,4
|
1978,3
|
113,3
|
0,0810
|
0,01599
|
3,7
|
368,3
|
1900
|
13,50
|
48,6
|
2002,3
|
181,8
|
0,0791
|
0,01660
|
3,6
|
382,2
|
2300
|
16,34
|
58,8
|
1994,3
|
266,3
|
0,0750
|
0,01733
|
3,3
|
399,3
|
2700
|
19,19
|
69,1
|
1954,2
|
367,0
|
0,0689
|
0,01822
|
2,9
|
419,6
|
3100
|
22,03
|
79,3
|
1882,1
|
483,8
|
0,0607
|
0,01925
|
2,3
|
443,2
|
3500
|
24,87
|
89,5
|
1777,9
|
616,8
|
0,0504
|
0,02041
|
1,7
|
470,1
|
3900
|
27,72
|
99,8
|
1641,7
|
765,8
|
0,0380
|
0,02172
|
0,9
|
500,2
|
4300
|
30,56
|
110,0
|
1473,4
|
930,9
|
0,0236
|
0,02317
|
0,1
|
533,6
|
Строим графики зависимостей и (рис. 2); и (рис. 3).
Рисунок 2. Тяговый баланс автомобиля
Рисунок 3. Динамический баланс
автомобиля
автомобиль двигатель
передача скорость
7. Ускорение автомобиля
Время равномерного движения автомобиля обычно
мало по сравнению с общим временем его работы. Например, в городах оно
составляет 15...25% времени движения, от 30 до 45% - ускоренное движение и
30...40% - движение накатом и торможение.
Показателями динамических свойств автомобиля при
неравномерном движении служат величины ускорений, а также путь и время,
необходимые для движения в определенном интервале изменения скорости.
Ускорение движения, которое может развивать
автомобиль при заданных условиях, характеризует приемистость автомобиля: чем
больше ускорение, тем выше при прочих равных условиях средняя скорость движения,
а следовательно, и производительность автомобиля.
Ускорение автомобиля найдем по формуле:
В этом уравнении величина, стоящая в
скобках, определяется по динамическому балансу автомобиля отрезком, заключенным
между кривой динамической характеристики и линией, соответствующей коэффициенту
сопротивления дороги.
Коэффициент учета вращающихся масс автомобиля
(коэффициент условного увеличения поступательно движущейся массы автомобиля):
где - моменты инерции для легкового
автомобиля
Найденные значения ускорений запишем в табл. 3
Таблица
3
Jнизш, м/с²
|
1/Jнизш, с²/м
|
J1, м/с²
|
1/J1, с²/м
|
J2, м/с²
|
1/J2, с²/м
|
J3, м/с²
|
1/J3, с²/м
|
J4, м/с²
|
1/J4, с²/м
|
1,991
|
0,502
|
1,900
|
0,526
|
1,274
|
0,785
|
0,790
|
1,266
|
0,467
|
2,141
|
2,545
|
0,393
|
2,366
|
0,423
|
1,646
|
0,607
|
1,034
|
0,967
|
0,615
|
1,626
|
2,614
|
0,382
|
2,433
|
0,411
|
1,696
|
0,590
|
1,051
|
0,952
|
0,613
|
1,632
|
2,649
|
0,377
|
2,499
|
0,400
|
1,711
|
0,584
|
1,058
|
0,946
|
0,589
|
1,698
|
2,614
|
0,382
|
2,499
|
0,400
|
1,702
|
0,587
|
1,037
|
0,965
|
0,543
|
1,840
|
2,580
|
0,388
|
2,432
|
0,411
|
1,660
|
0,603
|
0,997
|
1,003
|
0,478
|
2,094
|
2,476
|
0,404
|
2,299
|
0,435
|
1,584
|
0,631
|
0,930
|
1,076
|
0,391
|
2,560
|
2,337
|
0,428
|
2,165
|
0,462
|
1,483
|
0,674
|
0,834
|
1,199
|
0,283
|
3,539
|
2,164
|
0,462
|
2,031
|
0,492
|
1,341
|
0,746
|
0,729
|
1,371
|
0,153
|
6,519
|
1,922
|
0,520
|
1,764
|
0,567
|
1,173
|
0,852
|
0,588
|
1,702
|
0,040
|
246,6
|
Строим кривые зависимости ускорений автомобиля
от скорости движения (рис. 4) и (рис. 5).
Рисунок 4. График ускорений
Рисунок 5. График обратных ускорений
8. Определение времени и пути разгона
Ускорение, полностью характеризуя способность
автомобиля к быстрому разгону, не дает достаточно наглядного представления о
приемистости автомобиля. Поэтому определяют время и путь разгона, которые
позволяют выявить приемистость автомобиля в более наглядной форме и сравнить
автомобили по этим показателям.
Так как отсутствует аналитическая связь между
обратным ускорением 1/j
и скоростью V, то время разгона
обычно определяют графоаналитически.
Для построения зависимости времени разгона от
скорости всю площадь под кривой 1/j
= f(V)
разбивают вертикальными линиями на участки с интервалом скоростей 10 км/ч.
Для упрощения подсчета площадь каждого участка
заменяют площадью равновеликого участка с высотой
,
где и - обратные ускорения в начале и в
конце интервала скорости. Тогда для участка, например, при изменении скорости
от до время
разгона:
,
где V
- скорость, км/ч;
j - ускорение, м/с².
Аналогично определяются по
остальным участкам.
Путь разгона определяют из
соотношения
Этот интеграл решают также графоаналитически,
используя график t= f(V).
Для построения графика S=
f(V)
эту площадь разбивают горизонтальными линиями на несколько участков. Для
упрощения подсчета площадь каждого участка заменяют площадью равновеликого
участка с тем же основанием и высотой
Здесь и - скорости соответственно в начале
и в конце участка.
При изменении скорости от до
.
Аналогично определяются по
остальным участкам.
Запишем найденные значения точек в
табл. 4
Таблица
4
V, км/ч
|
t, c
|
S, м
|
0
|
0
|
0
|
10
|
1,1
|
1,5
|
20
|
2,0
|
5,6
|
30
|
3,1
|
12,9
|
40
|
4,9
|
27,2
|
50
|
6,7
|
46,5
|
60
|
9,2
|
76,7
|
70
|
11,4
|
110,8
|
80
|
15,1
|
167,8
|
90
|
17,5
|
218,8
|
100
|
22,4
|
311,1
|
110
|
28,7
|
438,5
|
По найденным значениям построим
график и (рис. 6).
Рисунок 6. Время и путь разгона
автомобиля
9. Мощностной баланс
Для оценки тягово-скоростных свойств и тяговой
экономичности используют уравнение мощностного баланса, которое иллюстрирует
распределение мощности по видам сопротивления:
Разность мощности подводимая к
ведущим колесам есть:
Определим значения мощности,
найденные значения запишем в табл. 5 и в табл. 6.
Таблица
5
Пониженная передача
|
I передача
|
II передача
|
n, об/мин
|
Nm, кВт
|
V, км/ч
|
n, об/мин
|
Nm, кВт
|
V, км/ч
|
n, об/мин
|
Nm, кВт
|
V, км/ч
|
700
|
9,23
|
2,0
|
700
|
9,23
|
4,0
|
700
|
9,23
|
7,0
|
1100
|
18,37
|
3,1
|
1100
|
18,37
|
6,3
|
1100
|
18,37
|
10,9
|
1500
|
25,78
|
4,3
|
1500
|
25,78
|
8,6
|
1500
|
25,78
|
14,9
|
1900
|
33,06
|
5,4
|
1900
|
33,06
|
10,9
|
1900
|
33,06
|
18,9
|
2300
|
39,85
|
6,6
|
2300
|
39,85
|
13,1
|
2300
|
39,85
|
22,9
|
2700
|
45,85
|
7,7
|
2700
|
45,85
|
15,4
|
2700
|
45,85
|
26,8
|
3100
|
50,69
|
8,9
|
3100
|
50,69
|
17,7
|
3100
|
50,69
|
30,8
|
3500
|
54,07
|
10,0
|
3500
|
54,07
|
20,0
|
3500
|
54,07
|
34,8
|
3900
|
55,63
|
11,1
|
3900
|
55,63
|
22,3
|
3900
|
55,63
|
38,8
|
4300
|
55,05
|
12,3
|
4300
|
55,05
|
24,6
|
4300
|
55,05
|
42,8
|
III передача
|
IV передача
|
n, об/мин
|
Nm, кВт
|
V, км/ч
|
n, об/мин
|
Nm, кВт
|
V, км/ч
|
700
|
9,23
|
11,5
|
700
|
9,23
|
17,9
|
1100
|
18,37
|
18,0
|
1100
|
18,37
|
28,1
|
1500
|
25,78
|
24,6
|
1500
|
25,78
|
38,4
|
1900
|
33,06
|
31,21
|
1900
|
33,06
|
48,6
|
2300
|
39,85
|
37,7
|
2300
|
39,85
|
58,8
|
2700
|
45,85
|
44,3
|
2700
|
45,85
|
69,1
|
3100
|
50,69
|
50,8
|
3100
|
50,69
|
79,3
|
3500
|
54,07
|
57,4
|
3500
|
54,07
|
89,5
|
3900
|
55,63
|
64,0
|
55,63
|
99,8
|
4300
|
55,05
|
70,5
|
4300
|
55,05
|
110,0
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица
6
V,
км/ч
|
Pω, Н
|
ψ
|
Pψ, Н
|
Nψ/η, кВт
|
Nψ+Nω/η,
кВт
|
0
|
0
|
0,0150
|
345,5
|
0
|
0
|
10
|
7,7
|
0,0151
|
347,0
|
1,2
|
1,5
|
20
|
30,8
|
0,0153
|
351,7
|
2,4
|
3,1
|
30
|
69,2
|
0,0156
|
359,4
|
3,7
|
5,2
|
40
|
123,1
|
0,0161
|
370,3
|
5,0
|
7,8
|
50
|
192,3
|
0,0167
|
384,3
|
6,5
|
11,2
|
60
|
276,9
|
0,0174
|
401,4
|
8,2
|
15,6
|
70
|
376,9
|
0,0183
|
421,6
|
10,0
|
21,1
|
80
|
492,3
|
0,0193
|
444,9
|
12,1
|
28,0
|
90
|
623,1
|
0,0205
|
471,4
|
14,4
|
36,5
|
100
|
769,2
|
0,0218
|
500,9
|
17,0
|
46,8
|
110
|
930,8
|
0,0232
|
533,6
|
19,9
|
54,8
|
По найденным значениям построим график
мощностного баланса (рис. 7).
Рисунок 7. Мощностной баланс
. Топливная экономичность автомобиля
Топливная экономичность
характеризует способность автомобиля выполнять перевозки с минимальным расходом
топлива.
Топливная экономичность зависит от:
совершенства конструкции двигателя и
всего автомобиля;
квалификации водителя;
организации транспортного потока;
дорожно-климатических условий.
Для построения графика зависимости
расхода топлива от скорости движения воспользуемся следующей формулой:
Топливную экономичность необходимо
рассчитывать при установившемся и неустановившемся движении. При установившемся
движении расчет ведется на высшей передаче, здесь же необходимо рассчитать
расход топлива при некотором значении ускорения. При неустановившемся движении,
с максимальной интенсивностью разгона строится на каждой передаче.
При установившемся движении скорость
постоянна и ускорение рано нулю:
.
При неустановившемся движении
скорость не постоянна и ускорение не равно нулю:
.
Удельный эффективный расход топлива
определяется по следующей формуле:
где - удельный расход топлива при
максимальной мощности
- коэффициент использования мощности
двигателя
- коэффициент использования частоты
вращения коленчатого вала
где U - степень
использования мощности
Е - степень использования оборотов
двигателя
Найденные значения расхода топлива
при установившемся движении представлены в табл. 7
Зададим ускорение j
= 0,153 м/с². Найденные значения
расхода топлива при движения автомобиля на высшей передаче при определенном
ускорении представлены в таблице 8.
Таблица
7
V, м/с
|
V, км/ч
|
U
|
KU
|
Е
|
Кω
|
ge, г/кВтч
|
Q, кг/100км
|
4,97
|
17,9
|
0,246
|
1,751
|
0,16
|
1,116
|
644,8
|
8,2
|
7,82
|
28,1
|
0,217
|
1,882
|
0,26
|
1,055
|
654,9
|
9,3
|
10,66
|
38,4
|
0,243
|
1,767
|
0,35
|
1,013
|
590,8
|
9,6
|
13,5
|
48,6
|
0,281
|
1,611
|
0,44
|
0,984
|
522,9
|
9,9
|
16,34
|
58,8
|
0,333
|
1,429
|
0,53
|
0,965
|
454,9
|
10,3
|
19,19
|
69,1
|
0,401
|
1,236
|
0,63
|
0,955
|
389,5
|
10,4
|
22,03
|
79,3
|
0,491
|
1,058
|
0,72
|
0,956
|
333,7
|
10,5
|
24,87
|
89,5
|
0,610
|
0,932
|
0,81
|
0,964
|
296,2
|
10,9
|
27,72
|
99,8
|
0,769
|
0,902
|
0,91
|
0,980
|
291,6
|
12,5
|
30,56
|
110
|
0,991
|
0,996
|
1,00
|
1,000
|
328,6
|
15,3
|
Таблица
8
V,
м/с
|
V,
км/ч
|
U
|
KU
|
Е
|
Кω
|
ge,
г/кВтч
|
Q,
кг/100км
|
4,97
|
17,9
|
0,492
|
1,057
|
0,16
|
1,116
|
389,2
|
11,80
|
7,82
|
28,1
|
0,412
|
1,212
|
0,26
|
1,055
|
421,8
|
11,31
|
10,66
|
38,4
|
0,431
|
1,168
|
0,35
|
1,013
|
390,5
|
11,32
|
13,50
|
48,6
|
0,467
|
1,098
|
0,44
|
0,984
|
356,5
|
11,33
|
16,34
|
58,8
|
0,520
|
1,017
|
0,53
|
0,965
|
324,0
|
11,41
|
19,19
|
69,1
|
0,592
|
0,943
|
0,63
|
0,955
|
297,4
|
11,69
|
22,03
|
79,3
|
0,689
|
0,900
|
0,72
|
0,956
|
283,9
|
12,52
|
24,87
|
89,5
|
0,819
|
0,915
|
0,81
|
0,964
|
290,9
|
14,40
|
27,72
|
99,8
|
0,997
|
0,998
|
0,91
|
0,980
|
322,7
|
17,93
|
30,56
|
110,0
|
Ускорение
j = 0,153 м/с²
не
обеспечивается
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
По данным табл. 7 и табл. 8 строим экономическую
характеристику (рис. 8).
Рисунок 8. Экономическая
характеристика
Определим расход топлива при
движении на каждой передаче. Найденные значения запишем в табл. 9 и построим
график (рис. 9).
Таблица
9
V,
м/с
|
V,
км/ч
|
Nψ, кВт
|
Nω, кВт
|
Nj,кВт
|
ge,
г/кВтч
|
Q,
кг/100км
|
Движение
на пониженной передаче
|
0,56
|
2,0
|
0,19
|
0,0002
|
7,42
|
369,2
|
205,5
|
0,87
|
3,1
|
0,30
|
0,0007
|
14,73
|
347,6
|
203,4
|
1,19
|
4,3
|
0,41
|
0,0017
|
20,69
|
334,1
|
200,7
|
1,51
|
5,4
|
0,52
|
0,0034
|
26,60
|
324,7
|
197,6
|
1,83
|
6,6
|
0,63
|
0,0060
|
31,81
|
317,3
|
190,6
|
2,14
|
7,7
|
0,74
|
0,0098
|
36,72
|
314,7
|
186,7
|
2,46
|
8,9
|
0,85
|
0,0148
|
40,51
|
179,3
|
2,78
|
10,0
|
0,96
|
0,0214
|
43,21
|
317,5
|
170,9
|
3,10
|
11,1
|
1,08
|
0,0298
|
44,61
|
323,7
|
161,7
|
3,41
|
12,3
|
1,19
|
0,0396
|
43,59
|
328,8
|
146,4
|
Движение
на I передаче
|
1,11
|
4,0
|
0,38
|
0,001
|
7,29
|
369,2
|
102,1
|
1,75
|
6,3
|
0,61
|
0,005
|
14,30
|
347,6
|
100,3
|
2,38
|
8,6
|
0,82
|
0,013
|
20,00
|
334,1
|
99,1
|
3,02
|
10,9
|
1,05
|
0,027
|
26,07
|
324,7
|
98,9
|
3,65
|
13,1
|
1,27
|
0,048
|
31,51
|
317,3
|
96,7
|
4,28
|
15,4
|
1,50
|
0,078
|
35,96
|
314,7
|
93,5
|
4,92
|
17,7
|
1,72
|
0,118
|
39,07
|
314,6
|
88,6
|
5,55
|
20,0
|
1,95
|
0,170
|
41,51
|
317,5
|
84,5
|
6,19
|
22,3
|
2,19
|
0,236
|
43,43
|
323,7
|
81,2
|
6,82
|
24,6
|
2,42
|
0,316
|
41,56
|
328,8
|
72,3
|
Движение
на II передаче
|
1,9
|
7,0
|
0,66
|
0,007
|
6,74
|
369,2
|
59,3
|
3,0
|
10,9
|
1,04
|
0,027
|
13,74
|
347,6
|
58,1
|
4,1
|
14,9
|
1,43
|
0,070
|
19,35
|
334,1
|
57,5
|
5,2
|
18,9
|
1,83
|
0,143
|
24,76
|
324,7
|
56,5
|
6,3
|
22,9
|
2,23
|
0,253
|
29,83
|
317,3
|
55,1
|
7,5
|
26,8
|
2,68
|
0,416
|
34,64
|
314,7
|
53,6
|
8,6
|
30,8
|
3,10
|
0,629
|
37,90
|
314,6
|
51,6
|
9,7
|
34,8
|
3,53
|
0,904
|
40,03
|
317,5
|
49,3
|
10,8
|
38,8
|
3,98
|
1,249
|
40,29
|
323,7
|
46,2
|
11,9
|
42,8
|
4,45
|
1,673
|
38,83
|
328,8
|
42,1
|
Движение
на III передаче
|
3,19
|
11,5
|
1,11
|
0,032
|
6,38
|
369,2
|
36,2
|
5,01
|
18,0
|
1,76
|
0,125
|
13,12
|
347,6
|
35,3
|
6,83
|
24,6
|
2,42
|
0,318
|
18,18
|
334,1
|
34,7
|
8,66
|
31,21
|
3,12
|
0,647
|
23,21
|
324,7
|
34,3
|
10,48
|
37,7
|
3,85
|
1,147
|
27,53
|
317,3
|
33,4
|
12,30
|
44,3
|
4,62
|
1,855
|
31,07
|
314,7
|
32,5
|
14,12
|
50,8
|
5,44
|
2,807
|
33,27
|
314,6
|
31,3
|
15,94
|
57,4
|
6,32
|
4,039
|
33,68
|
317,5
|
29,7
|
17,77
|
64,0
|
7,27
|
5,590
|
32,82
|
323,7
|
28,2
|
19,59
|
70,5
|
8,28
|
7,493
|
29,18
|
328,8
|
25,6
|
Движение
на IV передаче
|
4,97
|
17,9
|
1,74
|
0,12
|
5,67
|
369,2
|
22,9
|
7,82
|
28,1
|
2,80
|
0,48
|
11,75
|
347,6
|
22,6
|
10,66
|
38,4
|
3,93
|
1,21
|
15,97
|
334,1
|
22,4
|
13,50
|
48,6
|
5,16
|
2,45
|
19,43
|
324,7
|
22,0
|
16,34
|
58,8
|
6,52
|
4,35
|
21,68
|
317,3
|
21,4
|
19,19
|
69,1
|
8,05
|
7,04
|
22,42
|
314,7
|
20,8
|
22,03
|
79,3
|
9,77
|
10,66
|
21,05
|
314,6
|
20,1
|
24,87
|
89,5
|
11,7
|
15,34
|
17,20
|
317,5
|
19,1
|
27,72
|
99,8
|
13,9
|
21,23
|
10,37
|
323,7
|
17,9
|
30,56
|
110,0
|
16,3
|
28,45
|
2,99
|
328,8
|
17,4
|
Рисунок 9. Общая экономическая
характеристика
Литература
1.
Вахламов В.К. Автомобили: Конструкция и эксплуатационные свойства: учебное
пособие - М.: Издательский центр «Академия», 2009.
.
Галимзянов Р.К. Теория автомобиля: учебное пособие - Челябинск: Изд-во ЮУрГУ,
2007.