Динамические показатели автомобили. Динамические и топливно-экономические показатели автомобиля. 1 Динамические и топливноэкономические показатели автомобиля 6
![]()
|
![]() где Ψ=0,02 – коэффициент суммарного сопротивления дороги. ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Мощность сопротивления воздуха: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Результаты расчетов по этим формулам сводим в таблицу 1.5. Таблица 1.5 – Мощности сопротивления движению автомобиля
По данным таблиц 1.4 и 1.5 строим график мощностного баланса (рисунок 1.3). 1.5 Ускорения автомобиля Ускорения автомобиля на отдельных передачах коробки передач рассчитываем по формуле: ![]() ![]() где g=9,8 м/с2 - ускорение свободного падения, м/с2; Ψ=0,02 – коэффициент. Коэффициент учета вращающихся деталей: δ=1,03+aukn, где a=0,05 – коэффициент. ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Результаты расчетов сводим в таблицу 1.6 и по этим данным строим график ускорений (рисунок 1.4). Таблица 1.6 – Ускорения автомобиля
1.6 Путь и время разгона автомобиля Время разгона автомобиля в интервале изменения скорости Vi …Vi+1: ![]() где Vi,Vi+1 – скорости автомобиля в начале и конце интервала. Изменение скорости автомобиля в i-м интервале: Δ Vi=Vi+1-Vi, м/с Изменение скорости автомобиля на 1-ой передаче: Δ V1=4,323-1,945=2,377 Δ V2=7,348-4,323= 3,026 Δ V3=8,645-7,348= 1,297 Δ V4=10,81-8,645= 2,161 Δ V5=12,1-10,81= 1,297 Изменение скорости автомобиля на 2-ой передаче: Δ V1=11,98-11,9= 0,078 Δ V2=14,1-11,98= 2,114 Δ V3=17,62-14,1= 3,524 Δ V4=19,73-17,62= 2,114 Изменение скорости автомобиля на 3-й передаче: Δ V1=21,76-19,53= 2,224 Δ V2=27,2-21,76= 5,44 Δ V3=30,46-27,2=3,264 Изменение скорости автомобиля на 4-ой передаче: Δ V1=32,42-30,26= 2,158 Δ V2=40,52-32,42= 8,105 Среднее ускорение разгона автомобиля в i-м интервале: jcpi = 0,5 (ji + ji+1), м/с2, где ji , ji+1 – ускорения автомобиля, соответствующие скоростям Vi иVi+1. Среднее ускорение разгона автомобиля на 1-ой передаче: jcp1 = 0,5 (1,856 + 2,017)= 1,937 jcp2 = 0,5 (2,017+2,025)=2,021 jcp3 = 0,5 (2,025+1,961)=1,993 jcp4 = 0,5 (1,961+1,763)=1,862 jcp5 = 0,5 (1,763+1,591)=1,677 Среднее ускорение разгона автомобиля на 2-ой передаче: jcp1 = 0,5 (1,591 + 1,572)= 1,581 jcp2 = 0,5 (1,572+1,506)=1,539 jcp3 = 0,5 (1,506+1,319)=1,413 jcp4 = 0,5 (1,319+1,159)=1,239 Среднее ускорение разгона автомобиля на 3-й передаче: jcp1 = 0,5 (1,159+ 0,932)= 1,045 jcp2 = 0,5 (0,932+0,729)=0,83 jcp3 = 0,5 (0,729+0,566)=0,647 Среднее ускорение разгона автомобиля на 4-ой передаче: jcp1 = 0,5 (0,566+0,342)= 0,454 jcp2 = 0,5 (0,342+0,053)=0,197 Снижение скорости при переключении передач: ΔVп=9,3·Ψ·tп, м/с, где tп=1с – время на переключение передач с карбюраторным двигателем Ψ=0,02 – коэффициент. ΔVп=9,3·0,02·1=0,2 Время разгона автомобиля от Vmin до Vmax: tр=Δt1 +Δt2 +Δt3 +Δt4 +….Δtn+tп. на 1-ой передаче: Δt1= ![]() Δt2= ![]() Δt3= ![]() Δt4= ![]() Δt5= ![]() tр=1,228+1,497+0,651+1,161+0,773+1=6,31 на 2-ой передаче: Δt1= ![]() Δt2= ![]() Δt3= ![]() Δt4= ![]() tр=6,31+0,049+1,374+2,494+1,706+1=12,93 на 3-й передаче: Δt1= ![]() Δt2= ![]() Δt3= ![]() tр=12,93+2,128+6,552+5,041+1=27,65 на 4-ой передаче: Δt1= ![]() Δt2= ![]() tр=27,65+4,754+41,06+1=73,47 Путь разгона автомобиля в интервале изменения скорости Vi …Vi+1: ![]() Путь разгона автомобиля на 1-ой передаче: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Путь разгона автомобиля на 2-ой передаче: ![]() ![]() ![]() ![]() Путь разгона автомобиля на 3-й передаче: ![]() ![]() ![]() Путь разгона автомобиля на 4-ой передаче: ![]() ![]() Средняя скорость автомобиля в интервале: ![]() Средняя скорость автомобиля на 1-ой передаче: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Средняя скорость автомобиля на 2-ой передаче: ![]() ![]() ![]() ![]() Средняя скорость автомобиля на 3-й передаче: ![]() ![]() ![]() Средняя скорость автомобиля на 4-й передаче: ![]() ![]() Путь разгона автомобиля от Vmin до Vmax: ![]() Путь, проходимый автомобилем за время переключения передач: ![]() где Vki - скорость в конце разгона на передаче; VHi+1 - скорость в начале разгона на передаче. Путь разгона автомобиля на 1-ой передаче: ![]() Sp=3,847+8,736+5,204+11,29+8,858+12=49,94 Путь разгона автомобиля на 2-ой передаче: ![]() Sp=49,94+0,588+17,91+39,55+31,87+19,63=159,5 Путь разгона автомобиля на 3-й передаче: ![]() Sp=159,5+43,93+160,4+145,3+30,36=539,5 Путь разгона автомобиля на 4-й передаче: Sp=539,5+149+1497=2186 В таблицу 1.7 сведены результаты расчетов, а на рисунке 1.5 приведен график пути и времени разгона автомобиля. Таблица 1.7 – Путь и время разгона автомобиля
1.7 Путь и время торможения автомобиля Время эффективного торможения автомобиля: ![]() где VH - скорость в начале торможения автомобиля; φ - rоэффициент сцепления шин с дорогой (0,7-0,8); принимаем φ =0,75; g - ускорение свободного падения. Vn1=4 Vn2=7 Vn3=10 Vn4=13 Vn5=16 Vn6=20 tT1 ![]() tT2 ![]() tT3 ![]() tT4 ![]() tT5 ![]() tT6 ![]() Путь эффективного торможения автомобиля: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Остановочный путь торможения: ![]() где tp=0,6…1,5 c - время реакции водителя; tпр - время срабатывания привода тормозов; для тормозов с гидроприводом tпр=0,2…0,4 с. Принимаем tпр=0,3 с; tу=0,5 с - время увеличения замедления автомобиля до максимального значения; кэ - коэффициент эффективности торможения. Для легковых автомобилей кэ=1,1…1,2. Принимаем кэ=1,15. Sто1= ![]() Sто2= ![]() Sто3= ![]() Sто4= ![]() Sто5= ![]() Sто6= ![]() В таблице 1.8 приведены результаты расчетов показателей торможения автомобиля по вышеприведенным формулам для произвольно принятых значений скорости автомобиля в начале торможения (…). По данным таблицы 1.8 построен график пути и времени торможения автомобиля (рисунок 1.6). Таблица 1.8 – Путь и время торможения
1.8 Топливно-экономическая характеристика автомобиля Путевой расход топлива при равномерном движении автомобиля: ![]() где V – скорость автомобиля в мс. Плотность бензина ρ=0,75 кг/л. Удельный расход топлива двигателем при максимальной мощности двигателя gN=(1,05…1,15)gemin, г/(кВт·ч) Для карбюраторных двигателей минимальный удельный расход топлива gemin=260…310 г/(кВт·ч) принимаем gemin=300 г/(кВт·ч), следовательно gN=1,1·300=330 г/(кВт·ч) Коэффициент, учитывающий влияние частоты вращения коленчатого вала на удельный расход топлива двигателем: Ко=1,25-0,99Е+0,98Е2-0,24Е3, где ![]() Е1 ![]() Е2 ![]() Е3 ![]() Е4 ![]() Е5 ![]() Е6 ![]() Ко1= ![]() Ко2= ![]() Ко3= ![]() Ко4= ![]() Ко5= ![]() Ко6= ![]() Коэффициент, учитывающий влияние степени использования мощности для карбюраторного двигателя: Ки=3,27-8,22И+9,13И2-3,18И3, где ![]() Мощность сопротивления дороги: ![]() Для расчетов принимаем следующие значения коэффициента суммарного дорожного сопротивления: Ψ1=0,02 ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Ψ2=0,5(Ψ1+ Ψ3)=0,5(0,02+0,050)=0,035 ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Ψ3=0,9Дв=0,9·( 0,091+ 0,0904+ 0,0719+ 0,0577+ 0,0258+ 0,0017)/6=0,050 ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Мощность сопротивления воздуха: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Ψ1=0,02 И1 ![]() И2 ![]() И3 ![]() И4 ![]() И5 ![]() И6 ![]() Ψ2=0,035 И1 ![]() И2 ![]() И3 ![]() И4 ![]() И5 ![]() И6 ![]() Ψ3=0,050 И1 ![]() И2 ![]() И3 ![]() И4 ![]() И5 ![]() И6 ![]() Ки=3,27-8,22И+9,13И2-3,18И3 при Ψ1=0,02 Ки4=3,27-8,22*0,618+9,13*0,6182-3,18*0,6183=0,927 Ки5=3,27-8,22*0,935+9,13*0,9352-3,18*0,9353=0,967 ![]() ![]() Ψ2=0,035 Ки3=3,27-8,22*0,64+9,13*0,642-3,18*0,643=0,915 Ки4=3,27-8,22*0,774+9,13*0,7742-3,18*0,7743=0,903 Ки6=3,27-8,22*1,411+9,13*1,411-3,18*1,4113=0,916 ![]() ![]() ![]() Ψ3=0,050 Ки1=3,27-8,22*0,569+9,13*0,5692-3,18*0,5693=0,963 Ки2=3,27-8,22*0,606+9,13*0,6062-3,18*0,6063=0,934 Ки3=3,27-8,22*0,792+9,13*0,7922-3,18*0,7923=0,907 Ки4=3,27-8,22*0,93+9,13*0,932-3,18*0,933=0,964 Ки6=3,27-8,22*1,59+9,13*1,5992-3,18*1,5993=0,47 ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Результаты расчетов сводим в таблицу 1.8 и по этим данным строим график топливно-экономической характеристики автомобиля (рисунок 1.7). Таблица 1.8 – Путевой расход топлива автомобилем
2 Коробка передач 2.1 Устройство и работа коробки передач Коробка передач предназначена для силы тяги на ведущих колесах автомобиля при постоянной мощности двигателя путем зацепления шестерен с различным числом зубьев; она обеспечивает также задний ход и длительное разобщение двигателя (вместе со сцеплением) от других агрегатов трансмиссии во время стоянки автомобиля или при движении его по инерции. На рис. 2.2, а показана схема коробки передач, в которой зацепление пар шестерен с различным числом зубьев осуществляется их передвижением. Ведущий вал 2 сообщается с ведомым диском сцепления 1, а ведомый вал 6— с другими агрегатами трансмиссии. Ведомый вал по отношению к ведущему может вращаться с разным числом оборотов. Промежуточный вал с закрепленным на нем набором шестерен через шестерни 3 и 9 находится в постоянном зацеплении с ведущим валом. Передвижные шестерни 4 и 7, установленные на шлицах ведомого вала, обеспечивают включение избранной передачи с помощью механизма переключения 5. Посредством трехвальной конструкции осуществляется прямая передача, при которой ведущий и ведомый валы соединяются непосредственно через шестерни 3 и 4. Чтобы избежать ударов при переключении торцов зубьев и их повышенного износа, применяют коробки передач с постоянным зацеплением шестерен (рис. 2.2, б). В данной конструкции включение передач осуществляется перемещением не шестерен, а специальных муфт легкого включения 11. если же эта муфта имеет дополнительное устройство, обеспечивающее безударное включение передач, то она называется синхронизатором 10. Специальная вилка, соединяющая шестерни 13 с шестернями промежуточного и ведомого валов, обеспечивает задний ход автомобиля. У ВАЗ-2105 коробка передач включает картер 6 (рис. 2.3)ведущий 2 промежуточный 27 и ведомый 11 валы, шестерни, два синхронизатора 9и 13, подшипники, отдельные оси 38 с промежуточной шестерней 39 заднего хода и механизм переключения передач с рычагом 18. Заходом кольца заднего подшипника 5 ведущего вала в отверстие картера сцепления картер коробки передач передней плоскостью крепится к картеру сцепления 1. Снизу картер коробки закрывается штампованной крышкой, в которой предусмотрено отверстие для слива масла, закрываемое пробкой 28. Сапун 3 сообщает внутреннюю полость картера с атмосферой. Уровень масла не должен быть ниже кромки маслозаливного отверстия в картере. .Ведущий вал 2, который изготовлен заодно с шестерней 7, имеющей зубчатый венец, установлен одним концом в подшипнике, размещенном в торце коленчатого вала, а другим — в подшипнике 5. На валу выполнены шлицы для установки ступицы ведомого диска сцепления. Шестерня ведущего вала находится в постоянном зацеплении с шестерней 31 промежуточного вала 27. Вал вращается в двухрядном шариковом 32 и роликовом 25 подшипниках, установленных в стенках картера. Вал выполнен заодно с четырьмя шестернями, ведущая шестерня 24 передачи заднего хода напрессована на шлицах заднего его конца. Внутренняя обойма переднего (шарикового) подшипника 32 закреплена на валу болтом, а задний (роликовый) подшипник 25 вместе с шестерней 24 удерживается на валу стопорным кольцом. Три опоры поддерживают ведомый вал 11: передняя — игольчатый подшипник 8, установленный в гнезде ведущего вала 2, средняя— шариковый подшипник 16 в задней стенке коробки и задняя — шариковый подшипник 20, расположенный в задней крышке коробки. На термически обработанных шейках ведомого вала свободно вращаются шестерни второй 12 и третьей 10 передач, а шестерня 14 первой передачи свободно вращается на втулке, надетой на вал. Все эти шестерни имеют по два венца; косозубые находятся в постоянном зацеплении с шестернями промежуточного вала, а прямозубые соединяются со скользящими муфтами синхронизаторов 9 и 13 при включении соответствующих передач. Муфты перемещаются по шлицам ступицы и обеспечивают соединение шестерни включаемой передачи с ведомым валом. На заднем конце ведомого вала находится ведущая шестерня 19 привода спидометра. Синхронизатор служит для безударного (бесшумного) включения двух передач путем уравнивания угловых скоростей включаемой шестерни и ведомого вала. На автомобиле ВАЗ-2105 он состоит из ступицы 2 (рис. 2.4), скользящей муфты 1, двух стопорных колец 3, двух пружин 5 и двух блокирующих колец 4 с наружными коническими поверхностями. Принцип работы синхронизатора рассмотрим на примере включения третьей передачи. В нейтральном положении (рис. 2.4, а) блокирующие кольца 4 прижаты пружинами 5 к стопорным кольцам 3. Между коническими поверхностями блокирующих колец и муфты 1 имеется зазор, а зубья блокирующих колец 4 находятся во впадинах венцов 9 и 7, при этом крутящий момент от этих зубчатых венцов на муфту 1 не передается. При включении третьей передачи (рис. 2.4, б) скользящая муфта 1 синхронизатора перемещается вилкой 8 по шлицам 12 ступицы 2, установленной неподвижно на ведомом валу 11, и прижимается внутренним корпусом к конической поверхности блокирующего кольца 4. В результате этого под действием сил трения блокирующее кольцо синхронизатора повернется на небольшой угол, упрется боковыми скосами своих зубьев в боковые скосы венца 9 ведомой шестерни 10 третьей передачи и дальнейшее проворачивание кольца прекратится. Одновременно создается сопротивление дальнейшему осевому перемещению муфты 1 и продолжается выравнивание скорости вращения валов выравниваются за счет сил трения между блокирующим кольцом 4 и муфтой синхронизатора 1. ![]() Рис. 2.2. Схемы устройства коробок передач: а — с передвижными шестернями; б — с шестернями постоянного зацепления; 1 — ведомый диск сцепления; 2 — ведущий вал; 3, 9 — шестерни постоянного зацепления; 4, 7 — передвижные шестерни; 5 — механизм переключения; 6 — ведомый вал; 8 — промежуточный вал; 10 — синхронизатор; 11 — муфта легкого включения; 12 — ось шестерни заднего хода; 13 — шестерня включения заднего хода ![]() 39 38 24, 27 Рис. 2.3. Коробка передач автомобиля ВАЗ-2105: . 1 — картер сцепления; 2 — ведущий вал; 3 — сапун; 4, 21 — сальники; 5, 8, 16, 20, 25, 32 — подшипники; 6 — картер коробки передач; 7 — ведущая шестерня; 9, 13 — синхронизаторы; 10 — ведомая шестерня третьей передачи; 11 — ведомый вал; 12 — ведомая шестерня второй передачи; 14 — ведомая шестерня первой передачи; 15 — задняя крышка; 17 — ведомая шестерня передачи заднего хода; 18 — рычаг переключения передач; 19 — ведущая шестерня привода спидометра; 22 — вилка упругой муфты карданного вала; 23 — ведомая шестерня привода спидометра; 24 — ведущая шестерня передачи заднего хода; 26 — ведущая шестерня первой передачи; 27 — промежуточный вал; 28 — сливная пробка; 29 — ведущая шестерня второй передачи; 30 — ведущая шестерня третьей передачи; 31 — ведомая шестерня промежуточного вала; 33 — вилка передачи заднего хода; 34 — нижняя часть рычага переключения передач; 35 — шток вилки передачи заднего хода; 36 — шток вилки включения третьей и четвертой передач; 37 — шток вилки включения первой и второй передач; 38 — ось промежуточной шестерни передачи заднего хода; 39 — промежуточная шестерня передачи заднего хода ![]() |