181908_б2-ЭТТКз41_2022_6. Тяговый расчет и расчет топливной экономичности автомобиля

• Название: Тяговый расчет и расчет топливной экономичности автомобиля
• Дата: 04.02.2022
• Размер: 242.58 Kb.
• Имя файла: 181908_б2-ЭТТКз41_2022_6.docx
• Тип: Курсовой проект; #351507
• страница: 2 из 2

3.РАСЧЕТ УСКОРЕНИЯ АВТОМОБИЛЯ

По динамической характеристике можно определить ускорение автомобиля в каждой расчетной точке по формуле:
,

где - ускорение автомобиля, м/с² ;

- коэффициент, учитывающий влияние вращающихся масс;

Коэффициент рассчитывается по приближенной формуле:

δ_вр=1,03+ а (u_кп u_рк)².

Здесь а - постоянная для данного автомобиля величина;

- для легковых автомобилей а = 0,05 – 0,07;

- для грузовых автомобилей и автобусов а = 0,04-0,05.

u_рк- передаточноё число раздаточной коробки (при ее отсутствии u_рк = 1).

Для первой передачи коэффициент влияния вращающихся масс равен:

б_вр1 = 1,03 + 0,05*(3,49 *1,2 ) ² = 5,427

Для второй передачи коэффициент влияния вращающихся масс равен:

б_вр2 = 1,03 + 0,05*(2,10*1,2 ) ² = 3,265

Для третьей передачи коэффициент влияния вращающихся масс равен:

б_вр3 = 1,03 + 0,05*(1,40 *1,2 ) ² = 3,048

Для четвертой передачи коэффициент влияния вращающихся масс равен:

б_вр4 = 1,03 + 0,05*(1 *1,2 ) ² = 1,102

Для пятой передачи коэффициент влияния вращающихся масс равен:

б_вр5 = 1,03 + 0,05*(0,82 *1,2 ) ² = 1,045

Ускорение автомобиля на первой передаче в 1 равно:

Ja =(0.6232- 0.018/5,427)*9.81=1.09 м/с

Ускорение автомобиля на второй передаче в 2 равно:

Ja =(0.3565- 0.018/3,265)*9.81=1.01 м/с

Ускорение автомобиля на третьей передаче в 3 равно:

Ja =(0.2306- 0.018/3,048)*9.81=0.68 м/с

Ускорение автомобиля на четвертой передаче в 4 равно:

Ja =(0.1691- 0.018/1,102)*9.81=0.17 м/с

Ускорение автомобиля на пятой передаче в 5 равно:

Ja =(0.1381- 0.018/1,045)*9.81=0.02 м/с

4.РАСЧЕТ ГРАФИКА ВРЕМЕНИ РАЗГОНА

Приблизительно без учета времени на переключение передач интенсивность разгона определяется по графику 3. Для этого абсциссу скорости разбивают на ряд участков V. Таких участков должно быть не менее 6. При пересечении динамических характеристик по передачам следует принимать начало участка в точке пересечения.

Время разгона на участке находится с помощью выражения:
.
Здесь D_ср – среднее арифметическое значение динамического фактора на участке скорости V_a, т.е.

D_ср = .

Время разгона до конечной скорости получается сложением времени на отдельных участках:

t_p=Δt₁+Δt₂+Δ t_3……+Δt_n

j_ср =

По участкам разгона:

1 участок: D_ср= =0,653

j_ср = =1,14 м/с²

Δt₁= = 2,88 с

2 участок: D_ср= =0,3717

j_ср = =0,63 м/с²

Δt₂= = 4,56 с

3 участок: D_ср= =0,2364

j_ср = =0,65 м/с²

Δt₃= = 8,49 с

4 участок: D_ср= =0,167

j_ср = =0,47 м/с²

Δt₄= = 10,47 с

5 участок: D_ср= =0,1299

j_ср = =0,99 м/с²

Δt₅= = 17,02 с

6 участок: D_ср= =0,101

j_ср = =0,779 м/с²

Δt₆= = 25,79 с
Длина каждого участка разгона определяется формулой:

ΔS=

м.

Таблица 3

Результаты расчета времени разгона автомобиля ВАЗ 2131

№ передачи	δвр	VK м/с	VH, м/с	Δ V м/с	Dср	jср, м/с2	Δ t, c	Σ Δt,c	, м	S, м
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
І	5,427	4,2825	0,9883	3,29	0,6530	1,140	2,88		7,57	7,57
		7,1587	4,2825	3,28	0,3717	0,630	4,56	7,44	39,1	46,67
ІІ	3,265	12,5106	7,1587	5,35	0,2364	0,650	8,49	15,93	129,6	176,37
ІІІ	3,048	19,3179	12,5106	6,77	0,1670	0,470	10,47	26,4	227,8	404,07
ІV	1,102	26,2723	19,3179	6,95	0,1269	0,995	17,02	43,42	590,1	994,14
V	1,045	34,0394	26,2723	7,76	0,1016	0,779	25,79	69,21	1136,8	2130,9

По результатам расчета строим график зависимости ускорения от скорости (рисунок 5) и зависимости скорости автомобиля от времени разгона (рисунок 6).

Динамическая характеристика позволяет анализировать движение автомобиля не только на горизонтальном участке дороги, но и на подъеме. При движении автомобиля на подъеме с известной величиной ∠α, общее сопротивление движению будет складываться из сопротивления качению и сопротивления подъему.

Зная максимальную величину динамического фактора на передачах и сопротивление качению, с помощью динамической характеристики можно определить, какой подъем в каждом конкретном случае сможет преодолеть автомобиль.

С использованием динамической характеристики определяем максимальный угол подъема, преодолеваемый автомобилем Daewoo Nexia на первой передаче:

a =

a= = =17,5 .

5.РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТОПЛИВНОЙ ЭКОНОМИЧНОСТИ

Характеристика топливной экономичности представляет собой зависимость путевого расхода топлива Q_s в литрах на 100 км пробега автомобиля от скорости движения в заданных дорожных условиях. В данной работе эта характеристика строится только для высшей передачи переднего хода в КП для двух вариантов дорожных условий:
ψ₁ =f; ψ₂ = 2 ·f.

Значение f = 0,018 приведено в задании

ψ₂ = 1,5 · 0,018=0,027;ψ₃ = 2 · 0,018=0,036.

Путевой расход топлива рассчитывается по формуле:
.
Здесь g_emin – минимальный удельный эффективный расход топлива двигателем, г/(кВт ч);

k_w – коэффициент, учитывающий изменение g_e от скоростного режима двигателя;

k_u - коэффициент, учитывающий изменение g_e от нагрузочного режима;

_T- плотность топлива , кг/л;

_T = 0,73 кг/л - для бензина;

Для построения характеристики топливной экономичности следует заполнить таблицу 4.

Таблица 4

	Va, м/с	ωе, рад/с	Ne, кВт	Ng	Nв	u	ku	kω	Qs л/100 км	Qs л/100 км
0.0180	4.4234	66.7400	11.7634	1.4445	0.0897	0.1373	1.4694	1.3679	7.4127	36.7462
0.0180	10.2538	154.7100	29.6482	3.3485	1.1178	0.1586	1.4309	1.1777	7.8045	34.3957
0.0180	15.9193	240.1900	47.5563	5.1985	4.1828	0.2077	1.3475	1.0469	8.8394	31.5916
0.0180	19.1669	289.1900	57.2081	6.2591	7.3005	0.2495	1.2820	0.9961	9.6053	30.0301
0.0180	23.3252	351.9300	68.1126	7.6170	13.1574	0.3211	1.1822	0.9565	10.7088	28.2137
0.0180	27.6823	417.6700	76.9190	9.0398	21.9938	0.4247	1.0650	0.9459	12.0080	26.5492
0.0180	32.0394	483.4100	82.0722	10.4626	34.0994	0.5715	0.9540	0.9669	13.6414	25.0181
0.0180	34.6832	523.3000	83.0000	11.3260	43.2566	0.6922	0.9113	0.9950	15.1719	24.0518
0.0180	36.3965	549.1500	82.5849	11.8855	49.9888	0.7887	0.9085	1.0194	16.7404	23.3647
0.0270	4.4234	66.7400	11.7634	2.1667	0.0897	0.2019	1.3568	1.3679	10.0673	36.7462
0.0270	10.2538	154.7100	29.6482	5.0227	1.1178	0.2180	1.3308	1.1777	9.9790	34.3957
0.0270	15.9193	240.1900	47.5563	7.7978	4.1828	0.2652	1.2588	1.0469	10.5459	31.5916
0.0270	19.1669	289.1900	57.2081	9.3886	7.3005	0.3071	1.2005	0.9961	11.0707	30.0301
0.0270	23.3252	351.9300	68.1126	11.4255	13.1574	0.3799	1.1117	0.9565	11.9159	28.2137
0.0270	27.6823	417.6700	76.9190	13.5597	21.9938	0.4865	1.0104	0.9459	13.0513	26.5492
0.0270	32.0394	483.4100	82.0722	15.6940	34.0994	0.6386	0.9249	0.9669	14.7767	25.0181
0.0270	34.6832	471.0000	83.0000	16.9890	43.2566	0.7641	0.9065	0.9950	16.6594	24.0518
0.0270	36.3965	549.1500	82.5849	17.8282	49.9888	0.8644	0.9259	1.0194	18.6995	23.3647
0.0360	4.4234	66.7400	11.7634	2.8890	0.0897	0.2665	1.2568	1.3679	12.3102	36.7462
0.0360	10.2538	154.7100	29.6482	6.6969	1.1178	0.2775	1.2412	1.1777	11.8450	34.3957
0.0360	15.9193	240.1900	47.5563	10.3971	4.1828	0.3227	1.1801	1.0469	12.0314	31.5916
0.0360	19.1669	289.1900	57.2081	12.5181	7.3005	0.3647	1.1290	0.9961	12.3633	30.0301
0.0360	23.3252	351.9300	68.1126	15.2339	13.1574	0.4388	1.0515	0.9565	13.0174	28.2137
0.0360	27.6823	417.6700	76.9190	18.0796	21.9938	0.5484	0.9672	0.9459	14.0823	26.5492
0.0360	32.0394	483.4100	82.0722	20.9253	34.0994	0.7057	0.9092	0.9669	16.0526	25.0181
0.0360	34.6832	523.3000	83.0000	22.6520	43.2566	0.8359	0.9173	0.9950	18.4418	24.0518
0.0360	36.3965	549.1500	82.5849	23.7710	49.9888	0.9401	0.9605	1.0194	21.0982	23.3647

Значения е и Neпереносятся в таблицу 4 из таблицы 1, а значения V_a и (Ng+ Nв) из таблицы 2 для высшей передачи в КП.

Относительная нагрузка u (столбец 6) определяется по формуле:
.

Относительная нагрузка на 5й передаче в точке, при f= 0.018

u =1.1445/11.76*0.96=0.13
Относительная нагрузка на 5й передаче в точке, при f= 0.027

u = 2.1667/11.76*0.96=0.20

Относительная нагрузка на 5й передаче в точке, при f= 0.036

u = 2.8890/11.76*0.96=0.26

Значения поправочных коэффициентов k_w и k_u могут быть определены по формулам.

для бензиновых двигателей:

;

-

Коэффициент Ku на 5й передаче в точке 1, при f= 0.018

Ku = 3.027*0.13-5.333*0.13+3.833* -4.17* =1.46

Коэффициент Ku на 5й передаче в точке 1, при f= 0.027

Ku = 3.027*0.20-5.333*0.20+3.833* -4.17* =1.35

Коэффициент Ku на 5й передаче в точке 1, при f= 0.027

Ku = 3.027*0.26-5.333*0.26+3.833* -4.17* =1.35

Кроме значений Q_s рассчитывается также величина предельного для данной скорости значения расхода топлива Q_s^’ в предположении, что двигатель работает по внешней характеристике.

Для карбюраторных двигателей:
.

В столбец 11 значениеQ_s^’ заносится только для одного значения сопротивления дороги.

По результатам расчётов строятся кривые зависимостей Q_s =f(V_a) и Q_s^’=f(V_a). Примерный вид такой характеристики представлен на рис. 4.

6. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЕТА
По результатам расчетов тяговой динамики и топливной экономичности можно сделать следующие выводы:

1. 
   На ВАЗ-2131 установлен двигатель ВАЗ-21214 - 1690 см.куб с удовлетворительной внешней скоростной характеристикой, коэффициент приспосабливаемости двигателя по моменту Km=1.25, а коэффициент приспосабливаемости двигателя по угловой скорости коленвала Kw=1.6, а лучшие образцы современных бензиновых двигателей имеют Kw=1.400 и Ku=2.500.
   
2. 
   Заявленная в технической характеристики Vamax=130 км/ч может быть достигнута. На рисунке 1 видно, что баланс мощностей подводимый к колесам и мощностей сопротивления движению соответствуют Vamax= 36,1 м/с.
   
3. 
   Контрольный расход топлива при 99 км/ч составляет 9,9 л/100 км
   

Список использованной литературы

1. 
   Иванов А.М. Автомобили. Конструкции и рабочие процессы М.ИЦ. «Академия» 2012 – 384 с.
   
2. 
   Вахламов В.К. Конструкция, расчет и эксплуатационные свойства автомобилей – М.ИЦ. «Академия» 2009 – 560 с.
   
3. 
   Проскурин А.И. Теория автомобиля. Примеры и задачи – Ростов н/д Феникс. 2010-240с.
   
4. 
   Автомобильные сцепления, трансмиссии, приводы. М. За рулем, 2012-356 с.
   
5. 
   Осипов В.И. Конструкция, расчет и эксплуатационные свойства автомобилей – М.ИЦ. «Академия» 2012 – 384 с.
   
6. 
   Автомобили. Метод. указ. к вып. курсового проекта. Сост.: Цибизов А.В., Любимов И.И., Буйлов Ю.А. Саратов, СГТУ, 2010-23с.
   
7. 
   Автомобили. Метод. указ. к вып. 1 части курсового пр. для студентов заоч. формы обучения сост.: Цибизов А.В., Любимов И.И., Буйлов Ю.А. Саратов, СГТУ, 2010-21с.
   
8. 
   Краткий автомобильный справочник том 3. Легковые автомобили
   часть 1. Кисуленко Б.В. и др.-М: компания «Автополис – плюс» ИПЦ «Финпол», 2010 – 488с.
   
9. 
   Краткий автомобильный справочник том 3. Легковые автомобили
   часть 2. Кисуленко Б.В. и др.-М: компания «Автополис – плюс» ИПЦ «Финпол», 2010 – 560с.
   

ПРИЛОЖЕНИЕ 1



Рис П1. Кинематическая схема автомобиля ВАЗ-2131

1 - двигатель;

2 - сцепление;

3 - коробка передач;

4, 7, 13 - карданные передачи;

5 - раздаточная коробка;

6 - межосевой дифференциал;

8 - задний мост;

9 - главная передача;

10 - межколесный дифференциал;

11, 16 - приводы ведущих колес;

12 - ваяние колеса;

14 - передний мост;

15 - передние колеса.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2



Рис П2.График зависимости величины, обратной ускорению, от скорости по передачам.

ПРИЛОЖЕНИЕ 3



Рис П3. Внешняя скоростная характеристика двигателя

ПРИЛОЖЕНИЕ 4



Рис П4. Тяговая характеристика автомобиля

ПРИЛОЖЕНИЕ 5



Рис П5. Динамическая характеристика автомобиля

ПРИЛОЖЕНИЕ 6



Рис П6. График зависимости ускорения автомобиля по передачам

ПРИЛОЖЕНИЕ 7



Рис П7. График времени разгона и пути

ПРИЛОЖЕНИЕ 8



Рис П8. Характеристика топливной экономичности автомобиля

ПРИЛОЖЕНИЕ 9



Рис П9. Мощностной баланс автомобиля