Подвеска. Арискин И.А. АТ-1101. Переднеприводный легковой автомобиль 2 кл. Модернизация передней подвески
 Скачать 3.23 Mb.
|
|
1.5 Обзор конструкций подвесок зарубежного производства Рассмотрение аналогов показало, что один тип подвески на всех моделях одной фирмы не применяется. На автомобилях особо малого и малого 19 классов применяют простые подвески, на среднем классе и выше - многорычажные. Появилась тенденция на новых моделях, где раньше использовались простые подвески, теперь устанавливают сложные многорычажные (подруливающие, элластокинематические) (Peugeot-406, Opel Vectra, Ford Focus), Благодаря такой подвеске автомобиль охотнее "заныривает" в поворот, повышается его устойчивость. Так, в скоростном вираже автомобиль с подруливающей подвеской срывается в скольжении позже, чем машина с подвеской традиционной. Недаром оснащенные "эластокинематикой" модели славятся своей управляемостью и отточенными манерами. По своей сути многорычажная подвеска - независимая подвеска усложненной конструкции, где имеется больше двух рычагов. На некоторых дорогих моделях (например, BMW, "Jaguar", "Mercedes-Benz") число рычагов в подвесках достигает пяти. Такие сложные конструкции приближают движения колеса к идеалу угодив на неровность, оно должно либо подниматься, либо опускаться строго по вертикали. Никаких сдвигов по оси автомобиля или изменения угла наклона, никаких воздействий на противоположное колесо. Передние многорычажные подвески помогают наклонить колесо в сторону поворота. Эта мера повышает устойчивость на поворотах. Благодаря многорычажным подвескам автомобиль сохраняет комфорт и превосходную управляемость даже на щербатой дороге и независимо от нагрузки. Основной тип подвески, применяемый на автомобилях малого класса зависит от страны-производителя, которые можно разделить на 4 группы Италия - продольные рычаги на подрамнике и пружина монополия FIAT). Германия - связанные рычаги с бочкообразной пружиной. Япония - многорычажные. 20 Франция - продольные рычаги на подрамнике с торсионом. Корея - разные типы подвесок (изготавливаются по лицензии. Наибольшее распространение, как по фирмам, таки среди аналогов перспективного автомобиля класса С имеют многорычажные подвески. Нов основном это простые конструкции - х рычажные схемы без подрамников. Далее следуют подвески на связанных рычагах и подвеска типа Mc Person. Эти подвески имеют стабильное распространение в своем классе и совершенствуются только технологически. Основным упругим элементом является пружина. Регулируемые подвески являются исключением и поставляются, в основном, по заказу. Полноприводные модификации имеют свой тип подвески, отличный от основной конструкции. Тип разный, диагональные рычаги, многорычажные, Mc Person. Основной материал - сталь. Применение легких сплавов ограничено по экономическим соображениям (в основном используются на а/м класса D и выше) Основным способом совершенствования подвесок, кроме многорычажных, является применение сложных шарниров и специальных опор. Из многочисленного разнообразия типов и схем конструкций подвесок переднеприводных автомобилей, применяемых в мировом автомобилестроении, взяты наиболее распространенные и приемлемые для производства на ВАЗе типы подвесок для сравнительного анализа и оценки их положительных и отрицательных свойств и выбора приемлемых. • Со связанными рычагами (ВАЗ 2108) • Со связанными рычагами и бочкообразной пружиной (Opel Astra) • Продольные рычаги на подрамнике (Fiat Tipo) • Mc Person с подрамником (Ford Mondeo седан) • Mc Person без подрамника (Toyota Corola) • многорычажная подвеска на подрамнике (Alfa Romeo Shider) • многорычажная подвеска без подрамника (Mitsubishi Carisma) 21 В анализе не рассматривается подвеска на продольных рычагах и с торсионом из-за неоптимальных кинематических характеристик для данного класса автомобилей, сложности и высокой нагруженности. Эта конструкция может быть рекомендована для автомобилей малого и особо малого класса. Подвеска со связанными рычагами (ВАЗ 2108) Имеет направляющий элемент - продольные рычаги из трубы, связанные между собой жесткой на изгиб и податливой на кручение поперечной V- образного открытого вперед профиля, расположенной между осью качания рычагов и осью колес. Рычаги в сборе болтами крепятся через резинометаллические шарниры и кронштейны к кузову. Упругий элемент - цилиндрическая винтовая пружина, устанавливаемая над колесом на амортизаторе с опорой вверху на арку кузова через резиновую прокладку, внизу - на чашку, приваренную к амортизатору. Гасящий элемент - гидравлический телескопический амортизатор скреплением нижней проушины болтом к продольному рычагу через резинометаллический шарнир и вверху - штыревым креплением через резиновые подушки к опоре пружины на арке колеса. Преимущества • малая масса всей подвески и неподрессоренной ее части малое количество деталей, конструктивно просты имеется накопленный опыт производства малое количество точек крепления к кузову • обеспечивается хорошая комфортабельность по плавности хода, устойчивость и управляемость. Недостатки • неагрегатируемая, невозможна автоматизация установки • уменьшает проем багажника из-за наличия пружин над колесом имеет некоторые технологические и технические сложности в выполнении сварочных зазоров, необходима высокая культура производства высокая нагруженность сварных швов 22 • низкая ремонтопригодность плохая шумо и виброизоляция невозможность модификации Подвеска со связанными рычагами (Opel Конструкция подвески имеет направляющий элемент листоштампованные, с разъемом в горизонтальной плоскости, сварные продольные рычаги, связанны между собой жесткой на изгиб и податливой на кручение поперечиной V- образного открытого вперед профиля, расположенного между осью качания рычагов и осью колес. Внутри поперечины устанавливается стабилизатор поперечной устойчивости с болтовым креплением к рычагам. Рычаги в сборе болтами крепятся через резинометаллические шарниры и кронштейны к кузову. Упругий элемент - бочкообразная из прутко-переменного сечения пружина, устанавливаемая с передаточным числом, снизу - через резиновую прокладку - на опору приваренную к рычагам, сверху - через резиновую прокладку на опору, приваренную к лонжерону. Гасящий элемент - гидравлический телескопический амортизатор, устанавливаемый с наклоном со штыревым креплением внизу через резиновые подушки к кронштейну на рычаге в зоне оси колеси вверху - через резинометаллический шарнир к кронштейну, приваренному к полу. Преимущества: • малая масса всей подвески и неподрессоренной ее части малое количество деталей, конструктивно просты малое количество точек крепления к кузову обеспечивается хорошая комфортабельность по плавности хода, устойчивость и управляемость. Недостатки: • имеет некоторые технологические и технические сложности в выполнении сварочных швов, необходима высокая культура 23 производства высоконагруженность сварных швов низкая ремонтопригодность неагрегатируемая, невозможна автоматизация установки плохая шумо и виброизоляция высокий уровень напряжений в витках • невозможна модификация 4WD. Продольные рычаги на подрамнике (Fiat Конструкция подвески имеет направляющий элемент - продольные литые рычаги, устанавливаемые на конических роликовых подшипниках на подрамнике и крепящиеся болтом-осью к лонжерону подрамника. Подрамник состоит из поперечной трубы с приваренными к ней листоштампованными П-образного профиля лонжеронами. Подрамник через резиновые опоры крепится к полу кузова в х точках. На рычаги устанавливается стабилизатор. Упругий элемент винтовая цилиндрическая пружина, устанавливаемая с передаточным числом, внизу на опору-чашку на рычаге и вверху через резиновую прокладку на лонжерон подрамника. Гасящий элемент - гидравлический телескопический амортизатор, устанавливаемый с передаточным числом рядом с пружиной, скреплением через резинометаллические шарниры к рычагу внизу и кронштейну на лонжероне подрамника вверху. Преимущества: • малая масса неподрессоренной части • агрегатируема; • хорошая надежность и долговечность в эксплуатации • хорошая плавность хода и шумогашение. Недостатки увеличена общая масса 24 • сложна конструктивно и дорогая в изготовлении Person с подрамником (Ford Конструкция подвески имеет направляющий элемент (на сторону) - амортизационную стойку, два поперечных и один продольный рычаг, крепящиеся через резинометаллические шарниры с одной стороны к кулаку, ас другой продольный рычаг - к лонжерону кузова, поперечные рычаги - к трубчатому подрамнику, жестко прикрепленному на кузове. Упругий элемент - цилиндрическая винтовая пружина, устанавливаемая соосно настойке над колесом с опорой вверху - на арку кузова через резиновую прокладку, внизу - на чашку, приваренную к стойке. Гасящий элемент - телескопическая стойка скреплением нижних проушин к кулаку болтами вверху - штыревым креплением через опору к арке колеса. Стабилизатор шарнирно закреплен на подрамнике и соединен со стойками. Преимущества: • малая масса неподрессоренной части • простота конструкции • хорошая надежность и долговечность в эксплуатации • хорошая плавность хода • имеется накопленный опыт производства стоек. Недостатки • сложность автоматизации установки • уменьшает проем багажника из-за выступа пружин за колесом • не оптимальное положение центра крена подвески • вопросы шума - и виброизоляции из-за наличия повышенного внутреннего трения в стойке. Многорычажная подвеска (Mitsubishi Carisma) Полностью агрегатированная подвеска имеет направляющий элемент - 4 25 поперечных кованных рычага крепящихся с одной стороны через шаровые шарниры к кулаку, ас другой через резинометаллические шарниры к литому алюминиевому подрамнику. Стабилизатор шарнирно закреплен на подрамнике и соединен с кулаками. Подрамник через резиновые опоры соединен с кузовом в х точках. Упругий элемент — винтовая цилиндрическая пружина, устанавливаемая нижнем рычаге, вверху — через резиновую прокладку опирается подрамник. Гасящий элемент - гидравлический телескопический амортизатор, устанавливаемый вертикально, крепящийся через резинометаллические шарниры к нижнему рычагу и подрамнику. Преимущества • малая масса неподрессоренной части • агрегатируемая, простота установки на автомобиль • хорошая надежность и долговечность в эксплуатации • хорошая плавность хода • отличная шумо- и виброизоляция • отличная устойчивость и управляемость. Недостатки конструктивно сложна в изготовлении, большое число деталей и шарниров • громоздкая конструкция подвески 1.6 Выбор и обоснование вносимых изменений в конструкцию подвески В данном дипломном проекте модернизируется передняя подвеска переднеприводного легкового автомобиля го класса. Предлагается применить верхнюю сварную растяжку, которая жестко соединяет верхние части передних стоек и предотвращает взаимное перемещение стоек подвески вовремя движения. Также предлагается установка усиленного стабилизатора поперечной устойчивости вместо штатного. Данный стабилизатор имеет увеличенных 26 диаметр прутка мм вместо мм. Благодаря проведению данных мероприятий увеличивается угловая жесткость подвески автомобиля на 2,6 х 10 3 Нм. 27 2 КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ 2.1 Тягово-динамический расчет автомобиля 2.1.1 Исходные данные Число ведущих колес = 2 Собственная масса, кг = 1088 Количество мест Максимальная скорость, мс = 48,61 Максимальная частота вращения колен. вала, рад/с.…………………... max = 650 Минимальная частота вращения колен. вала, рад/с.……………………. min = 105 Коэффициент аэродинамического сопротивления = 0,30 Величина максимально преодолеваемого подъема = 0,28 Коэффициент полезного действия трансмиссии = 0,91 Площадь поперечного сечениям Коэффициент сопротивления качению 0,012 Число передач в коробке передач Распределение массы автомобиля по осям, % : передняя ось задняя ось Плотность воздуха, кг/м 3 ……………………………………….………….. = 1,293 Плотность топлива, кг/л…………………………………..………………... t = 0,72 2.1.2 Подготовка исходных данных для тягового расчёта а) Определение полного веса и его распределение по осям , 0 Б П A G G G G где о - собственный вес автомобиля п - вес пассажиров б - вес багажа 28 g m G 0 0 1088 ∙ 9,807 = 10670 Н (2.1) 1 П П G G 5 = П 5 = 75 ∙ 9,807 ∙ 5 = 3678 Н (2.2) 1 Б Б G G 5 = Б 5 = 10 ∙ 9,807 ∙ 5 = 490 Н (2.3) A G 10670 + 3678 + 490 = 14838 Н (2.4) A G G 1 49 = 14838 ∙ 49 = 7271 Н (2.5) A G G 2 51 = 14838 ∙ 51 = 7567 Н (2.6) б) Подбор шин Шины выбираются по нагрузке, приходящейся на колесо с помощью Краткого автомобильного справочника. На автомобиле установлены радиальные шины 185/65 R14. , 10 ) 5 к) где к – радиус качения колеса СТ – статический радиус колеса B = 185 – ширина профиля, мм к = 0,65 – отношение высоты профиля к ширине профиля d = 355,6– посадочный диаметр, мм = 0,85– коэффициент типа шины. CT K r r (0,5 ∙ 355,6 + 0,65 ∙ 0,85 ∙ 185) ∙ 10 -3 = 0,280 м 2.1.3 Определение передаточного числа главной передачи MAX MAX K K V U r U 0 , (2.8) где K U - передаточное число высшей передачи в коробке передач, на которой 29 обеспечивается максимальная скорость. Примем значение передаточное число высшей передачи КП равным 0,900. 0 U (0,280 ∙ 650)/(0,900 ∙ 48,61) = 4,160 2.1.4 Внешняя скоростная характеристика двигателя Определяем мощность двигателя, обеспечивающую движение с заданной максимальной скоростью при заданном дорожном сопротивлении. 3 2 1 MAX X MAX V A ТР V V H C V G N , (2.9) где V - коэффициент сопротивления дороги при максимальной скорости автомобиля. Для легковых автомобилей принимается, что максимальная скорость достигается на прямолинейном участке, из чего следует, что 2000 1 2 0 MAX V V f (2.10) V 0,012 ∙ (1 + 48,61 2 / 2000) = 0,026 V N (14838 ∙ 0,026 ∙ 48,61+ 0,30 ∙ 1,293 ∙ 2,00 ∙ 48,61 3 / 2)/0,91 = 69715 Вт 3 2 c b a N N V MAX , (2.11) где a, b, c – эмпирические коэффициенты (для легковых автомобилей с карбюраторным двигателем a, b, c = 1), N MAX / (примем =1,05). MAX N 69715 / (1 ∙ 1,05 + 1 ∙ 1,05 2 - 1 ∙ 1,05 3 ) = 70074 Вт Внешнюю характеристику двигателя с достаточной точностью можно 30 определить по формуле Лейдермана: 3 2 2 где С = С = 1 - коэффициенты характеризующие тип двигателя. Определение значений крутящего момента производится по формуле М) Результаты расчёта, в соответствии с выбранным масштабом графика приведены в таблице 2.1 Таблица 2.1 - Внешняя скоростная характеристика Обороты дв- ля, об/мин Угловая скорость, рад/с Мощность дв- ля, кВт Момент дв-ля, Нм 1003 105 13,6 129,1 1400 147 19,6 133,7 1800 188 25,9 137,2 2200 230 32,2 139,6 2600 272 38,4 141,1 3000 314 44,4 141,5 3400 356 50,2 140,9 3800 398 55,4 139,2 4200 440 60,0 136,5 4600 482 63,9 132,7 5000 524 67,0 128,0 5400 565 69,1 122,1 5800 607 70,0 115,3 6200 649 69,7 107,4 6207 650 69,7 107,3 e n - обороты двигателя, об/мин; e e n 30 (2.14) 31 2.1.5 Определение передаточных чисел коробки передач Передаточное число первой передачи определяется по заданному максимальному дорожному сопротивлению и максимальному динамическому фактору на первой передаче. В соответствии с этим должны выполнятся следующие условия 1) 0 1 U M r G U ТР MAX K MAX A ; (2.15) где MAX - коэффициент сопротивления дороги при максимальной скорости автомобиля с учётом вылечены преодолеваемого подъёма ( MAX V MAX V MAX f max ). MAX = 0,026 + 0,28 = 0,306 (2.16) 1 U 14838 ∙ 0,306 ∙ 0,280 / (141,5 ∙ 0,91 ∙ 4,160) = 2,375 2) 0 1 U M r G U ТР MAX K СЦ , (2.17) где СЦ G - сцепной вес автомобиля ( 1 1 m G G СЦ 7271 ∙ 0,9 = 6544 Н, 1 m - коэффициент перераспределения нагрузки на передние колёса), - коэффициент сцепления ( 0,8). 1 U 6544 ∙ 0,8 ∙ 0,280 / (141,5 ∙ 0,91 ∙ 4,160) = 2,737 Примем значение первой передачи равным 1 U 2,700. Значения промежуточных ступеней КП рассчитываются на основании закона геометрической прогрессии Знаменатель геометрической прогрессии равен 4 / 1 5 1 ) / ( U U q (2,700/0,900) 1/4 = 1,316 (2.18) q U U / 1 2 2,700 / 1,316 = 2,052; (2.19) 32 q U U / 2 3 2,052 / 1,316 = 1,559; (2.20) q U U / 3 4 1,559 / 1,316 = 1,184; (2.21) 5 U 0,900. (2.22) 2.1.6 Скорость движения автомобиля на различных передачах Определяем возможные значения скорости на каждой передаче в зависимости от оборотов колен вала 0 377 , 0 U U r n V КП K е A (2.23) Результаты расчёта, в соответствии с выбранным масштабом графика приведены в таблице 2.2 Таблица 2.2 - Скорость автомобиля на различных передачах Обороты дв-ля, об/мин Скорость на ой передаче, мс Скорость на ой передаче, мс Скорость на ей передаче, мс Скорость на ой передаче, мс Скорость на ой передаче, мс 1003 2,6 3,4 4,5 6,0 7,9 1400 3,7 4,8 6,3 8,3 11,0 1800 4,7 6,2 8,1 10,7 14,1 2200 5,7 7,6 9,9 13,1 17,2 2600 6,8 8,9 11,8 15,5 20,4 3000 7,8 10,3 13,6 17,9 23,5 м 8,9 11,7 15,4 20,2 26,6 3800 9,9 13,1 17,2 22,6 29,8 4200 11,0 14,4 19,0 25,0 32,9 4600 12,0 15,8 20,8 27,4 36,0 5000 13,1 17,2 22,6 29,8 39,2 5400 14,1 18,6 24,4 32,1 42,3 5800 15,1 19,9 26,2 34,5 45,4 6200 16,2 21,3 28,0 36,9 48,6 6207 16,2 21,3 28,1 36,9 48,6 2.1.7 Сила тяги на ведущих колёсах K ТР П K E Т r U U М F 0 (2.24) 33 Результаты расчёта, в соответствии с выбранным масштабом графика приведены в таблице 2.3 Таблица 2.3 - Тяговый баланс Обороты дв-ля, об/мин Сила тяги на ой передаче, Н Сила тяги на ой передаче, Н Сила тяги на ей передаче, Н Сила тяги на ой передаче, Н Сила тяги на ой передаче, Н 1003 4714 3582 2722 2068 1571 1400 4879 3707 2817 2140 1626 1800 5007 3805 2891 2197 1669 2200 5098 3873 2943 2236 1699 2600 5150 3913 2973 2259 1717 3000 5165 3924 2982 2266 1722 3400 5142 3907 2969 2256 1714 3800 5081 3861 2933 2229 1694 4200 4982 3786 2876 2186 1661 4600 4845 3682 2798 2126 1615 5000 4671 3549 2697 2049 1557 5400 4459 3388 2574 1956 1486 5800 4209 3198 2430 1846 1403 6200 3921 2979 2264 1720 1307 6207 3915 2975 2260 1718 1305 2.1.8 Силы сопротивления движению Сила сопротивления воздуху 2 2 A X B B V C H F (2.25) Сила сопротивления качению ; K A f f G F (2.26) ). 10 5 1 ( 2 4 0 A K V f f (2.27) Полученные данные заносим в таблицу 2.4 и строим графики зависимости сил сопротивления от скорости. 34 Таблица 2.4 - Силы сопротивления движению Скорость, мс Сила сопр. воздуху, Н Сила сопр. качению, Н Суммарная сила сопр. движению, Н 0 0 178 178 5 10 180 190 10 39 187 226 15 87 198 285 20 155 214 369 25 242 234 476 30 349 258 607 35 475 287 762 40 621 321 941 45 785 358 1144 50 970 401 1370 55 1173 447 1621 60 1396 499 1895 65 1639 554 2193 2.1.9 Динамический фактор A B T G F F D , (2.28) A СЦ G G D , (2.29) По этим формулами данным силового баланса рассчитывают и строят динамическую характеристику автомобиля, которая является графическим изображением зависимости динамического фактора D от скорости движения при различных передачах в коробке передачи при полной загрузке автомобиля. Данные расчёта заносят в таблицу 2.5 и представляют графически. 35 Таблица 2.5 - Динамический фактор на передачах Обороты дв-ля, об/мин Динамический фактор на ой передаче Динамический фактор на ой передаче Динамический фактор на ей передаче Динамический фактор на ой передаче Динамический фактор на ой передаче 1003 0,318 0,241 0,183 0,138 0,104 1400 0,328 0,249 0,189 0,142 0,106 1800 0,337 0,255 0,193 0,145 0,107 2200 0,343 0,260 0,196 0,146 0,107 2600 0,346 0,262 0,197 0,146 0,105 3000 0,346 0,262 0,196 0,144 0,102 3400 0,344 0,260 0,194 0,141 0,097 3800 0,340 0,256 0,190 0,137 0,091 4200 0,333 0,250 0,184 0,131 0,084 4600 0,323 0,242 0,177 0,124 0,075 5000 0,310 0,231 0,168 0,115 0,065 5400 0,295 0,219 0,158 0,105 0,053 5800 0,278 0,205 0,146 0,093 0,041 6200 0,257 0,189 0,132 0,080 0,026 6207 0,257 0,189 0,132 0,080 0,026 2.1.10 Ускорения автомобиля ВР g D j ) ( , (2.30) где ВР - коэффициент учета вращающихся масс, - коэффициент суммарного сопротивления дороги. i f (2.31) i – величина преодолеваемого подъёма (i = 0). ) ( 1 2 2 1 КП ВР U , (2.32) где 1 - коэффициент учёта вращающихся масс колёс; 2 - коэффициент учёта вращающихся масс двигателя 2 1 0,03. Таблица 2.6 - Коэффициент учета вращающихся масс U1 U2 U3 U4 U5 dВР 1,249 1,156 1,103 1,072 1,054 36 Результаты расчёта, в соответствии с выбранным масштабом графика приведены в таблице 2.7 Таблица 2.7 - Ускорение автомобиля на передачах Обороты дв-ля, об/мин Ускорение на ой передаче, м/c 2 Ускорение на ой передаче, м/c 2 Ускорение на ей передаче, м/c 2 Ускорение на ой передаче, м/c 2 Ускорение на ой передаче, м 1003 2,40 1,94 1,52 1,15 0,86 1400 2,49 2,01 1,57 1,19 0,87 1800 2,55 2,06 1,61 1,21 0,88 2200 2,60 2,10 1,63 1,22 0,87 2600 2,62 2,11 1,64 1,21 0,84 3000 2,62 2,11 1,63 1,19 0,80 3400 2,61 2,09 1,61 1,16 0,75 3800 2,57 2,06 1,57 1,11 0,69 4200 2,51 2,01 1,51 1,05 0,61 4600 2,43 1,94 1,45 0,98 0,51 5000 2,34 1,85 1,36 0,89 0,41 5400 2,22 1,74 1,27 0,79 0,29 5800 2,08 1,62 1,15 0,68 0,15 6200 1,92 1,48 1,03 0,55 0,00 6207 1,91 1,48 1,02 0,55 0,00 2.1.11 Величины обратные ускорениям автомобиля Таблица 2.8 - Величины обратные ускорениям автомобиля Обороты дв-ля, об/мин 1/j на ой передаче, см 1/j на ой передаче, см 1/j на ей передаче, см 1/j на ой передаче, см 1/j на ой передаче, см 1003 0,42 0,51 0,66 0,87 1,17 1400 0,40 0,50 0,64 0,84 1,15 1800 0,39 0,48 0,62 0,83 1,14 2200 0,39 0,48 0,61 0,82 1,16 2600 0,38 0,47 0,61 0,82 1,19 3000 0,38 0,47 0,61 0,84 1,25 3400 0,38 0,48 0,62 0,86 1,33 3800 0,39 0,49 0,64 0,90 1,46 4200 0,40 0,50 0,66 0,95 1,65 4600 0,41 0,52 0,69 1,02 1,95 5000 0,43 0,54 0,73 1,12 2,46 37 Продолжение таблицы 2.8 Обороты дв-ля, об/мин Ускорение на ой передаче, м 1/j на ой передаче, см на ей передаче, см на ой передаче, см на ой передаче, см 0,45 0,57 0,79 1,26 3,50 5800 0,48 0,62 0,87 1,47 6,63 6200 0,52 0,68 0,98 1,82 370,36 6207 0,52 0,68 0,98 1,82 -30032,88 2.1.12 Время и путь разгона Время и путь разгона автомобиля определяем графоаналитическим способом. Смысл этого способа в замене интегрирования суммой конечных величин ) ( 1 1 1 1 1 i i i СР V V V V j dV j t i i (2.33) С этой целью кривую обратных ускорений разбивают на интервалы и считают, что в каждом интервале автомобиль разгоняется с постоянным ускорением j = const, которому соответствуют значения (1/j) = const. Эти величины можно определить следующим образом 2 ) / 1 ( ) / 1 ( 1 1 к к к СР j j j , (2.34) где к – порядковый номер интервала. Заменяя точное значение площади под кривой (1/j) в интервале к назначение площади прямоугольника со сторонами к и (1/j СР ) к , переходим к приближённому интегрированию ) ( 1 1 к к к СР V V j t (2.35) 38 t 1 = t 1 , t 2 = t 1 + t 2 , t n = n к к t 1 . (2.36) где t 1 – время разгона от скорости V o до скорости V 1 , t 2 – время разгона до скорости Результаты расчёта, в соответствии с выбранным масштабом графика приведены в таблице 2.9 Таблица 2.9 - Время разгона автомобиля Диапазон скорости, мс Площадь, мм 2 Время, с 0-5 194 1,0 0-10 583 2,9 0-15 1017 5,1 0-20 1585 7,9 0-25 2305 11,5 0-30 3246 16,2 0-35 4438 22,2 0-40 5951 29,8 0-45 7854 39,3 Аналогичным образом проводится графическое интегрирование зависимости t = f(V) для получения зависимости пути разгона S от скорости автомобиля. В данном случае кривая t = f(V) разбивается на интервалы повремени, для каждого из которых находятся соответствующие значения V СРk Площадь элементарного прямоугольника в интервале t к есть путь, который проходит автомобиль от отметки к до отметки к, двигаясь с постоянной скоростью V СРk Величина площади элементарного прямоугольника определяется следующим образом : k СРk k k СРk t V t t V S 1 , (2.37) 39 где k = 1…m – порядковый номер интервала, m выбирается произвольно (m = n). Путь разгона от скорости до скорости V 1 : S 1 = S 1 , (2.38) до скорости V 2 : S 2 = S 1 + S 2 , (2.39) до скорости V n : S n = m k k S 1 (2.40) Результаты расчёта заносятся в таблицу 2.10 Таблица 2.10 - Путь разгона автомобиля Диапазон скорости, мс Площадь, мм 2 Путь, м 0-5 49 2 0-10 340 17 0-15 883 44 0-20 1876 94 0-25 3498 175 0-30 6085 304 0-35 9959 498 0-40 15632 782 0-45 23721 1186 2.1.13 Мощностной баланс Для решения ряда вопросов, как, например, выбор передаточного числа главной передачи, исследование топливной экономичности автомобиля, удобным является анализ мощностного баланса автомобиля, который выражается уравнением ВПК, где N f - мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления качению В - мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления воздуха П - мощность, затрачиваемая на преодоление подъема (П = 0); 40 N j - мощность, затрачиваемая на ускорение автомобиля (N i = 0). Это уравнение показывает, как распределяется мощность, развиваемая на ведущих колесах автомобиля, по различным сопротивлениям движению. Таблица 2.11 - Мощностной баланс Обороты дв- ля, об/мин Мощность на колесе, кВт 1003 12,3 1400 17,8 1800 23,5 2200 29,3 2600 35,0 3000 40,4 3400 45,6 3800 50,4 4200 54,6 4600 58,2 5000 61,0 5400 62,9 5800 63,7 6200 63,5 6207 63,4 Таблица 2.12 - Мощность сопротивления движению Скорость, мс Мощность сопротивления воздуха Мощность сопротивления качения Суммарная мощность сопротивления 0 0,0 0,0 0,0 5 0,0 0,9 0,9 10 0,4 1,9 2,3 15 1,3 3,0 4,3 20 3,1 4,3 7,4 25 6,1 5,8 11,9 30 10,5 7,7 18,2 35 16,6 10,0 26,7 40 24,8 12,8 37,6 45 35,3 16,1 51,5 50 48,5 20,0 68,5 55 64,5 24,6 89,1 60 83,8 29,9 113,7 65 106,5 36,0 142,5 41 2.1.14 Топливно-экономическая характеристика Для получения топливно-экономической характеристики следует рассчитать расход топлива при движении автомобиля на высшей передаче по горизонтальной дороге с заданными постоянными скоростями от минимально устойчивой до максимальной. ТРИ 1 min (2.42) где min E g = 290 г/(кВтч) – минимальный удельный расход топлива. 523 , 1 728 , 1 152 , 1 2 И И K И (2.43) 227 , 1 753 , 0 53 , 0 2 E E K E (И eN e w w E (2.45) Результаты расчётов сводят в таблицу 2.13 и представляют в виде графика. Таблица 2.13 - Путевой расход топлива на высшей передачи Обороты дв-ля, об/мин Скорость, мс И Е К И К Е Q S 1003 7,9 0,132 0,170 1,315 1,165 4,3 1400 11,0 0,145 0,237 1,297 1,128 4,7 1800 14,1 0,163 0,304 1,271 1,097 5,1 2200 17,2 0,188 0,372 1,239 1,070 5,7 2600 20,4 0,219 0,440 1,200 1,048 6,4 3000 23,5 0,256 0,507 1,156 1,031 7,1 3400 26,6 0,301 0,575 1,107 1,019 7,9 3800 29,8 0,355 0,643 1,055 1,012 8,7 4200 32,9 0,418 0,710 1,002 1,010 9,5 4600 36,0 0,493 0,778 0,951 1,012 10,4 5000 39,2 0,584 0,846 0,907 1,019 11,4 5400 42,3 0,694 0,913 0,879 1,031 12,6 5800 45,4 0,828 0,981 0,882 1,048 14,5 42 |