Технические характеристики автомобиля Богдан А092

1. Технические характеристики автомобиля Богдан А092

 

Модель двигателя	ISUZU 4HE1-TC
Номинальная мощность		89	кВт
Номинальная частота вращения		335	с-1
Максимальный крутящий момент		325	Н*м
Частота вращения при		188	с-1
Передаточное число главной  передачи		4,1
Передаточное число 1-й передачи		4,987
Передаточное число 2-й передачи		2,87
Передаточное число 3-й передачи		1,594
Передаточное число 4-й передачи		1
Передаточное число 5-й передачи		0,728
КПД трансмиссии		0,87
Снаряженная масса (с водителем)	Mснар	5080	кг
Полная масса	Mmax	8280	кг
Фактор обтекаемости	W	3,15
Динамический радиус колеса		0,38	м
База автомобиля	L	3,815	м
Ширина автомобиля	S	2,3	м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Построение внешней скоростной характеристики двигателя

Внешней скоростной характеристикой называется функциональная зависимость мощности двигателя N и крутящего момента M от угловой скорости коленчатого вала ω при полной подаче топлива в цилиндры двигателя. Она строится по следующим эмпирическим уравнениям:

;

.

Порядок выполнения

2.1. Определяем значение крутящего  момента двигателя при номинальной  мощности:

;

 Н*м.

 

2.2. Определяем значение коэффициентов и :

- коэффициент запаса крутящего момента

;

;

- коэффициент снижения частоты  двигателя при нагрузке

;

;

 

2.3. Рассчитываем значения эмпирических коэффициентов a, b и c:

;

;

 

;

;

 

;

.

2.4. Задав значения относительной частоты вращения коленчатого вала двигателя от 0,1 до 1,0, определяем значения , , , и по результатам расчетов составляем таблицу 2.1:

;

 

;

;

 

;

;

 

Таблица 2.1 Результаты расчетов

 

xi	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1
ω, c-1	33,5	67	100,5	134	167,5	201	234,5	268	301,5	335
yn	0,10	0,21	0,34	0,48	0,61	0,73	0,84	0,93	0,98	1,00
Ne, кВт	8,69	19,08	30,55	42,48	54,24	65,23	74,82	82,39	87,32	89,00
ym	0,98	1,07	1,14	1,19	1,22	1,22	1,20	1,16	1,09	1,00
MK, Н*м	259,46	284,80	303,98	316,99	323,85	324,54	319,06	307,43	289,63	265,67

 

2.5. По результатам расчетов, приведенным  в таблице 2.1, строим внешнюю  скоростную характеристику –  графики зависимости мощности  двигателя N и крутящего момента M от угловой скорости коленчатого вала ω.

 

 

Рисунок 2.1 Графики зависимости  мощности и крутящего момента  двигателя от угловой скорости коленчатого  вала двигателя

3. Построение динамической  характеристики автомобиля

Порядок выполнения

3.1. Динамический фактор автомобиля определяется как:

 

,

 

где - сила тяги на ведущих колесах;

- сила сопротивления внешней  среды;

Сила тяги на ведущих колесах  определяется как:

 

,

 

где Н*м – крутящий момент двигателя при номинальной мощности;

, , - эмпирические коэффициенты;

- относительная частота вращения коленчатого вала двигателя.

 

Таблица 3.1. Значение силы тяги на ведущих колесах при i-той частоте вращения коленчатого вала и j-ой передаче

 

		xi
		0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1
1	Ppi1, Н	12146,04	13332,23	14229,94	14839,18	15159,95	15192,24	14936,06	14391,40	13558,27	12436,67
2	Ppi2, Н		7672,65	8189,28	8539,89	8724,49	8743,08	8595,65	8282,20	7802,74	7157,26
3	Ppi3, Н		4261,39	4548,33	4743,06	4845,59	4855,91	4774,03	4599,94	4333,64	3975,15
4	Ppi4, Н		2673,40	2853,41	2975,57	3039,89	3046,37	2995,00	2885,78	2718,72	2493,82
5	Ppi4, Н		1946,23	2077,28	2166,22	2213,04	2217,76	2180,36	2100,85	1979,23	1815,50

 

Сила сопротивления воздуха определяется как:

 

,

 

где - скорость движения автомобиля при i-той частоте вращения коленчатого вала двигателя и на j-той передаче;

 

,

 

где - константа для данного автомобиля;

 

;

 

 

Таблица 3.2 Значение скорости движения автомобиля при i-той частоте вращения коленчатого вала двигателя и j-той передаче

 

		xi
		0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1
1	Vi1, м/с	0,62	1,25	1,87	2,49	3,11	3,74	4,36	4,98	5,60	6,23
2	Vi2, м/с		2,16	3,25	4,33	5,41	6,49	7,57	8,65	9,74	10,82
3	Vi3, м/с		3,90	5,84	7,79	9,74	11,69	13,63	15,58	17,53	19,48
4	Vi4, м/с		6,21	9,31	12,42	15,52	18,63	21,73	24,84	27,94	31,05
5	Vi5, м/с		8,53	12,79	17,06	21,32	25,59	29,85	34,12	38,38	42,65

 

Таблица 3.3 Значение силы сопротивления внешней среды при i-той частоте вращения коленчатого вала двигателя и j-той передаче

 

xi
		0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1
1	Pw1	1,22	4,88	10,99	19,54	30,53	43,96	59,83	78,14	98,90	122,10
2	Pw2		14,75	33,18	58,99	92,17	132,72	180,65	235,95	298,62	368,67
3	Pw3		47,81	107,56	191,22	298,79	430,25	585,62	764,90	968,07	1195,15
4	Pw4		121,47	273,30	485,87	759,17	1093,21	1487,98	1943,48	2459,71	3036,68
5	Pw5		229,19	515,68	916,76	1432,44	2062,72	2807,59	3667,05	4641,11	5729,77

 

Динамический фактор автомобиля при i-том значении частоты вращения коленчатого вала двигателя и j-той передаче определяется как:

 

;

 

;

(Н);

 

;

;

 

;

;

 

;

 

 

 

Таблица 3.4 Расчетные значения скорости движения и динамического фактора  автомобиля при i-той частоте вращения коленчатого вала двигателя и j-той передаче

 

				xi
				0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1
1	Uk1	4,987	Vi1, м/с	0,62	1,25	1,87	2,49	3,11	3,74	4,36	4,98	5,60	6,23
			Di1	0,24	0,27	0,29	0,30	0,30	0,30	0,30	0,29	0,27	0,25
2	Uk2	2,870	Vi2, м/с		2,16	3,25	4,33	5,41	6,49	7,57	8,65	9,74	10,82
			Di2		0,15	0,16	0,17	0,17	0,17	0,17	0,16	0,15	0,14
3	Uk3	1,594	Vi3, м/с		3,90	5,84	7,79	9,74	11,69	13,63	15,58	17,53	19,48
			Di3		0,08	0,09	0,09	0,09	0,09	0,08	0,08	0,07	0,06
4	Uk4	1,000	Vi4, м/с		6,21	9,31	12,42	15,52	18,63	21,73	24,84	27,94	31,05
			Di4		0,05	0,05	0,05	0,05	0,04	0,03	0,02	0,01	-0,01
5	Uk5	0,728	Vi5, м/с		8,53	12,79	17,06	21,32	25,59	29,85	34,12	38,38	42,65
			Di5		0,034	0,031	0,025	0,016	0,003	-0,013	-0,031	-0,053	-0,079

 

 

Рисунок 3.1 Графики динамической характеристики D=f(V)

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Построение графиков  ускорений, времени и пути разгона автомобиля

Графиком ускорений автомобиля называется зависимость j=f(v). Графиком времени и пути разгона автомобиля называются зависимости t_p= f (v) и S_p= f (v).

Порядок виконання роботи

4.1. Ускорения автомобиля определяются по формуле из уравнения силового баланса

где g = 9,8 м/с² – ускорение свободного падения;

- коэффициент, учитывающий инерцию вращающихся масс автомобиля при разгоне;

ψ – коэффициент суммарного сопротивления дороги, принимается равным 0,02.

Для расчета значений ускорения  при і-ой скорости и j-ой передаче используем значения скорости V_ij и динамического фактора D_ij тем самым упростив формулу:

 

,

где - постоянная величина, при j-ой передаче.

Расчетные значения ускорений автомобиля приведены в таблице 4.1. Используя  их строим график зависимости j=f(v).

 

Таблица 4.1 Расчетные значения ускорений  автомобиля при i-той частоте вращения коленчатого вала двигателя и j-той передаче

 

xi						0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1
1	Uk1	4,987	E1	4,82	ji1	1,08	1,19	1,28	1,34	1,37	1,37	1,34	1,29	1,21	1,10
2	Uk2	2,870	E2	7,16	ji2		0,96	1,03	1,08	1,10	1,09	1,07	1,01	0,94	0,83
3	Uk3	1,594	E3	8,58	ji3		0,55	0,59	0,61	0,61	0,59	0,55	0,49	0,41	0,31
4	Uk4	1,000	E4	9,07	ji4		0,28	0,29	0,27	0,23	0,17	0,09	-0,01	-0,13	-0,28
5	Uk5	0,728	E5	9,23	ji5		0,13	0,10	0,05	-0,04	-0,16	-0,30	-0,48	-0,68	-0,91

 

Рисунок 4.1 График ускорений автомобиля

 

Скоростные характеристики разгона, т.е. графики времени t_p=f(v) и пути разгона S_Р=f(v) строят по графику ускорений графоаналитическим методом. Каждая из кривых графика ускорений делится на несколько интервалов, границы которых обозначаются v₁, j₁, v₂, j₂,…v_n, j_n. Время  Δt_i и путь разгона ΔS_i на каждом интервале определяются:

.

 

Таблица 4.2 Расчетные значения времени  и пути разгона автомобиля на интервалах

 

	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
Vi+1	1,25	1,87	2,49	3,11	3,74	4,33	5,41	6,49	7,79	9,74	11,69	12,42	15,52	18,63
ji+1	1,19	1,28	1,34	1,37	1,37	1,08	1,10	1,09	0,61	0,61	0,59	0,27	0,23	0,17
Δti	0,55	0,50	0,48	0,46	0,46	0,48	1,00	0,99	1,52	3,18	3,24	1,70	12,26	15,19
∑t	42,00
ΔSi	0,51	0,78	1,04	1,29	1,56	1,95	4,85	5,87	10,88	27,86	34,67	20,44	171,29	259,44
∑S	542,43

 

V_i+1 – скорость в конце интервала;

j_i+1 – ускорение в конце интервала;

∑t – суммарное время разгона;

∑S – суммарный путь разгона.

 

 

Таблица 4.3 Значения времени и пройденного  пути разгона при скорости V

 

V	1,25	1,87	2,49	3,11	3,74	4,33	5,41	6,49	7,79	9,74	11,69	12,42	15,52	18,63
t	0,55	1,05	1,53	1,99	2,44	2,93	3,92	4,91	6,43	9,61	12,85	14,54	26,80	42,00
S	0,51	1,30	2,33	3,62	5,18	7,13	11,98	17,85	28,73	56,59	91,26	111,70	282,99	542,43

 

 

 

Рисунок 4.2 График времени и пути разгона (Ряд 2 – S_p=f(V), Ряд 1 – t_p=f(V))

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Построение характеристики  тормозных сил автомобиля

5.1. Эффективность тормозной системы автомобиля обеспечивается при выполнении условия – тормозные силы на осях должны соответствовать их нормальным реакциям:

.

При торможении на горизонтальной поверхности  нормальные реакции автомобиля определяются:

Учитывая, что при торможении с  полным использованием сил сцепления  постоянная величина замедления , то:

где a, b, h_g – координаты центра тяжести автомобиля, зависящие от нагрузки.

5.2. Определяем координаты:

а) при 0% нагрузки (пустой автомобиль):

h_g=1 (м);

;

(Н);

 

G_2снар = 0,55G_aснар;

G_2снар = 0,55*49784=27381,2 (Н);

 

G_1снар=G_aснар-G_2снар;

G_1снар=49784-27381,2=22402,8 (Н);

 

;

(м);

 

;

(м);

б) при 100% нагрузки:

h_g=1,2 (м);

;

(Н);

 

G_2max = 0,75G_amax;

G_2max = 0,75*81144=60858 (Н);

 

G_1max=G_max-G_2max;

G_1max=81144-60858=20286 (Н);

(м);

(м).

5.3. Принимая значение постоянного замедления j_зам=-0,5 м/с², определяем тормозные силы на осях:

;

Изменяя значение коэффициента сцепления φ, результаты расчета сводим в таблицу 5.1.

 

Нагрузка			a, м	b, м	φ	PТ1, Н	PТ2, Н
0%	Gaснар	49784,00	2,10	1,72	0,4	6297,95	5052,79
	G1снар	22402,80			0,6	9446,92	6109,36
	G2снар	27381,20			0,8	12595,90	6497,52
100%	Gamax	81144,00	2,86	0,95	0,4	2905,49	4825,59
	G1max	20286,00			0,6	4358,23	5575,54
	G2max	60858,00			0,8	5810,98	5773,02

 

Таблица 5.1 Результаты расчета тормозных сил на осях автомобиля

 

Используя рассчитанные значения тормозных  сил из таблицы 5.1, строим график тормозных  сил автомобиля.

 

 

Рисунок 5.1 График тормозных сил  автомобиля

 

5.4. Определяем минимальный тормозной  путь:

,

где V=20 м/с – скорость начала торможения;

K_e=1,3 – коэффициент эффективности тормозной системы;

φ=0,8 – коэффициент сцепления с дорогой;

f=0,02;

i=0 – продольный наклон дороги;

(м).

5.5. Определяем максимальное замедление при торможении автомобиля:

,

где W=3,15 – фактор обтекаемости;

а) при 0% нагрузки (пустой автомобиль):

(м/с²);

б) при 100% нагрузки:

(м/с²).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Определение характеристик устойчивости и управляемости автомобиля

6.1. Определение боковых реакций  на колесах мостов автомобиля  при повороте

Боковые реакции на колесах в  зависимости от скорости движения при  разных радиусах кривизны дороги определяют:

а) на колесах переднего моста

б) на колесах заднего моста

Изменяя радиус кривизны поворота и  скорость движения автомобиля, рассчитываем значения боковых реакций на колесах  и вносим результаты расчета в  таблицу 6.1.

 

Таблица 6.1 Результаты расчета боковых реакций на колесах

 

R, м	V, м/с	5	7,5	10	12,5	15	17,5	20
30	Ry1	18669,00	42005,25	74676,00	116681,25	168021,00	228695,25	298704,00
	Ry2	22817,67	51339,75	91270,67	142610,42	205359,00	279516,42	365082,67
60	Ry1	9334,50	21002,63	37338,00	58340,63	84010,50	114347,63	149352,00
	Ry2	11408,83	25669,88	45635,33	71305,21	102679,50	139758,21	182541,33
90	Ry1	6223,00	14001,75	24892,00	38893,75	56007,00	76231,75	99568,00
	Ry2	7605,89	17113,25	30423,56	47536,81	68453,00	93172,14	121694,22