Анализ технических характеристик автомобиля и выбор прототипа

1. Анализ технических  характеристик автомобиля и выбор  прототипа

1.1 Выбор прототипа

         По заданному классу и виду  автомобиля, заданной максимальной  мощности автомобиля, а также найденным значениям номинального момента двигателя в качестве прототипа к проектируемому автомобилю выбираем ГАЗ-3110 техническая характеристика которого приведена в таблице 1.

Таблица  1 - Техническая характеристика автомобиля ГАЗ-3110.

Параметры

ГАЗ-3110

Тип кузова

Седан

Число дверей

4

Количество мест, включая  водителя, и масса перевозимого груза

5 и 50 кг

Масса снаряженного автомобиля, кг

1400-1550

Полная масса автомобиля, кг

1790-1950

не оборудованного тормозами

700

оборудованного тормозами

1300

Допустимая масса установленного на крыше багажника с грузом, кг, не более

50

Минимальный дорожный просвет, мм

156

Наименьший радиус поворота по оси следа внешнего переднего  колеса, м, не более

5,8


 

 

Двигатели

Параметры

ЗМЗ-4021

Система питания

Карбюратор

Рабочий объем двигателя, л

2,445

Диаметр цилиндра, мм

92

Ход поршня, мм

92

Степень сжатия

6,7

Максимальная мощность, кВт (л.с.), не менее

66,2 (90)

Максимальный крутящий момент, Н•м (кгс•м), не менее

173 (17,6)

Топливо

Бензин с октановым  числом не менее 76


Трансмиссия

Сцепление

Однодисковое, сухое, с гидравлическим приводом выключения

Коробка передач

Механическая пятиступенчатая  с синхронизаторами на всех передачах  или четырехступенчатая, с синхронизаторами на всех передачах переднего хода

Передаточные числа на передачах (в скобках для четырехступенчатой коробки):

первой

3,618 (3,5)

второй

2,188 (2,26)

третьей

1,304 (1,45)

четвертой

1,0 (1,0)

пятой

0,794

заднего хода

3,28 (3,54)

Карданная передача

Двухвальная, с промежуточной  опорой или одновальная

Главная передача

Гипоидная, передаточное число – 3,9


Ходовая часть

Передняя подвеска

Независимая, пружинная, шкворневая, на поперечных рычагах со стабилизатором поперечной устойчивости

Задняя подвеска

Зависимая, на продольных полуэллиптических рессорах

Амортизаторы

Гидравлические, телескопические, двустороннего действия

Размер обода колеса

6,5Jx15H2

Шины:

тип

Радиальные, бескамерные

размер

195/65R15

Рулевое управление

Тип рулевого управления

Со встроенным в рулевой механизм гидроусилителем или без него

Тип рулевого механизма

Глобоидальный червяк –  ролик или винт – шариковая  гайка – рейка – сектор

Передаточное число рулевого механизма:

глобоидального

19.1

с шариковой гайкой

17.3

Рулевой привод

Трапеция; тяги с шаровыми шарнирами

Рулевая колонка

С противоугонным устройством, объединенным с выключателем зажигания

Тормозная система

Рабочая тормозная система:

тормозные механизмы передних колес

Дисковые, вентилируемые, с плавающей однопоршневой скобой

тормозные механизмы задних колес

Барабанные, колодочные, с одним рабочим цилиндром и двумя поршнями

Привод рабочей тормозной  системы

Гидравлический, двухконтурный, с вакуумным усилителем, регулятором давления задних тормозов и датчиком аварийного падения уровня тормозной жидкости

Тормозные механизмы стояночной тормозной системы

Барабанные колодочные на задних колесах

Привод стояночной тормозной  системы

Механический, тросовый, от рычага, установленного между передними сиденьями

Электрооборудование

Тип схемы

Однопроводная, с минусом на “массе” (кузов и силовой агрегат автомобиля)

Номинальное напряжение бортовой сети, В

12

Напряжение в бортовой сети при работающем двигателе, В

13,4–14,7

Аккумуляторная батарея

Стартерная, емкостью не менее 66 А•ч

Генератор

Переменного тока со встроенным выпрямителем (для ЗМЗ-4062 – 9422.3701 или 2502.3771; для ЗМЗ-402 – 1631.3701 или 192.3771)

Стартер

Постоянного тока, с дистанционным  управлением и муфтой свободного хода (для двигателя ЗМЗ-4062 – 42.3708-10; для двигателя ЗМЗ-402 – СТ 230-Б4)

Свечи зажигания

Для двигателя ЗМЗ-4062 –  А14ДВР; для двигателя ЗМЗ-402 –  А14ВР


 

 

 

 

 

 

2. Расчет массы  автомобиля и параметров трансмиссии

2.1 Определение массы автомобиля

Для грузового автомобиля в задании, как правило, дается масса  перевозимого груза, а для легковых автомобилей и автобуса указывается  количество пассажиров.

По этим данным полные массы  автомобиля рассчитываются по формуле:

m = m0+(70+mб)n =1390+(70+10)5 = 1790 кг,

где  m- полная масса автомобиля, кг;

m0 – масса снаряженного автомобиля, кг;

70 – масса одного пассажира,  кг;

mб – масса багажа, приходящегося на одного пассажира, кг;

n – число пассажирских мест, считая место водителя, чел;

Масса багажа для одного пассажира составляет:

- для легковых автомобилей  – 10 кг.

При заданном классе легкового  автомобиля снаряженную массу рекомендуется  определить по формуле:

m0 = (a+bk)n = (110+563)5 =1390 кг,

где  а = 80... 110, b = 56... 72 – постоянные величины;

k – класс автомобиля ( первая цифра по ОН 025270-662)

2.2.Выбор шин автомобиля

Шины выбираю аналогичные  прототипу.

Радиальные, бескамерные.195/65 R15

2.3 Определение максимальной скорости.

При установившейся максимальной скорости мощность двигателя идет на преодоление воздушного и дорожного  сопротивления, а также теряется в трансмиссии автомобиля, поэтому  потребная мощность двигателя определяется по формуле:

где  РД – сила дорожного сопротивления, Н;

РВ – сила воздушного сопротивления, Н;

Vmax – максимальная скорость автомобиля, м/c;

ηТР – коэффициент полезного действия трансмиссии, ηТР = 0,92.

Для остальных скоростей  значения Nv в таблице 1.

Сила дорожного сопротивления  определяется по формуле:

РД=mgψ=17909,810,011165 = 196,0563

где  m – масса автомобиля, кг;

g = 9,81 м/с2 – ускорение свободного падения;

ψ – суммарный коэффициент сопротивления дороги.

Для остальных суммарных  сопротивлений ψ значение PД в таблице 1.

На горизонтальном участке  дороги коэффициент дорожного сопротивления  численно равен коэффициенту сопротивления  качению, причем

ψ = f = f0(1+0,0006V2) = 0,011(1+0,000652) = 0,011165

где f0 – коэффициент сопротивления качению при малой скорости.

Рекомендуется принимать  следующие значение f0:

f0 = 0,011 для легковых автомобилей;

Для остальных скоростей  значения ψ в таблице 1.

Сила воздушного сопротивления  определяется по формуле:

PВ = 0,5сxpBSBV2 = 0,50,351,221,952 = 11,30025

где  cX – коэффициент лобового сопротивления воздуха, cX = 0,35;

рВ – плотность воздуха, рВ = 1,22 кг/м3;

SB – лобовая площадь, SB = 1,9 м;

V – скорость автомобиля, м/с.

Для остальных скоростей  значение PB в таблице 1.

Таблица 2 - Расчет значений ψ, PВ, РД, Nv.

Vmax

ψ

Pд

Pв

Nv

5

0,011165

196,0563

11,30025

0,95384

10

0,01166

204,7484

45,201

2,299535

15

0,012485

219,2354

101,7023

4,428939

20

0,01364

239,517

180,804

7,733907

25

0,015125

265,5935

282,5063

12,60629

30

0,01694

297,4647

406,809

19,43795

35

0,019085

335,1307

553,7123

28,62074

40

0,02156

378,5914

723,216

40,54651

45

0,024365

427,847

915,3203

55,60712

49

0,026847

471,4236

1085,276

70,17602


По данным Vmax и Nv строю график

График 1. Зависимость максимальной скорости от мощности.

Vmax48 м/c.

2.4 Выбор передаточных чисел трансмиссии

Знаменатель ряда геометрической прогрессии определяется по формуле:

где ψ1max – максимальный коэффициент дорожного сопротивления, который можно проделать на 1 передаче;

Vmax – максимальная скорость автомобиля, м/c;

n – номер передачи, обеспечивающей максимальную скорость;

aq = 0,5;

Mmax – максимальный крутящий момент двигателя, Нм;

s – номер прямой передачи;

ωmax – максимальная угловая скорость коленчатого вала;

Максимальный коэффициент  дорожного сопротивления ψ1max, который можно определить на первой передачи, находится в пределах:

0,30... 0,40 – для легковых  автомобилей, ψ1max = 0,35.

Передаточные числа коробки  определяются по формуле:

,

где Us – передаточное число прямой передачи;

i – номер текущей передачи;

s – номер прямой передачи.

Uk1 = 1,523(1-0,667+0,889) = 3,51

Uk2 = 1,522(1-0,167+0,056) = 2,05

Uk3 = 1,52(1-0,333+0,222) = 1,35

Uk4 = 1

Uk5 = 1,52-1(1-0,667+0,889) = 0,804

Передаточное число главной  передачи определяется из выражения:

где rk – радиус качения колеса, который можно принять равным статистическому радиусу rст;

un – передаточное число передачи, обеспечивающей максимальную скорость автомобиля;

 

 

 

3. Расчет характеристик  тягово-скоростных свойств

 автомобиля

 

3.1. Расчет внешней скоростной характеристики двигателя

Зависимость текущих значений эффективности мощности двигателя от угловой скорости вращения коленчатого вала устанавливается формулой:

,кВт,                             

где  – коэффициенты, зависящие от типа и конструкции двигателя. Для карбюраторного двигателя .

         Для угловой скорости вращения  коленчатого вала двигателя  получаем:

.

         Для остальных значений угловой  скорости вращения коленчатого вала двигателя значения эффективной мощности рассчитываем аналогично, и результаты сводим в таблицу 3.

Текущее значение крутящего  момента определяется выражением: , Нм.                                              

         Для угловой скорости вращения  коленчатого вала двигателя  получаем:

.

         Для остальных значений угловой  скорости вращения коленчатого  вала двигателя значения крутящего  момента рассчитываем аналогично и результаты сводим в таблицу 3.

 

Таблица 3 - Результаты расчета внешней скоростной характеристики двигателя.

ωe

50

125

200

275

350

425

500

               

Ne

6,18976

17,92563

31,16224

44,2788

55,65448

63,66849

66,7

               

Me

123,7952

143,405

155,8112

161,0138

159,0128

149,8082

133,4


По полученным значениям  эффективной мощности и крутящего  момента строим внешнюю скоростную характеристику двигателя.

Рисунок 2. Внешняя скоростная характеристика двигателя

 

3.2 Расчет и построение динамической характеристики автомобиля

Динамический фактор вычисляется  для каждой передачи в коробке  и его график строится в зависимости  от скорости движения автомобиля:

где  G – вес автомобиля, G = mg;

m – полная масса автомобиля;

PT – тяговая сила сопротивления воздуха;

РВ – сила сопротивления воздуха;

РСВ – свободная сила тяги;

Остальные значения D в таблице 4.

Тяговая сила на i –й передаче в коробке вычисляется по формуле:

где rД – динамический радиус  колеса, принимаем равным rст;

Остальные значения PT таблице 4.

Абсциссы подсчитываются по формуле:

,

Остальные значения V в таблице 4.

Затем при таких же значениях скоростей вычисляется сила сопротивления воздуха и свободная окружная сила Pсв=РТ-РВ;

 

Таблица 4 - Расчетные данные для построения динамической характеристики.

ωe

50

125

200

275

350

425

500

Ne

6,18976

17,92563

31,16224

44,2788

55,65448

63,66849

66,7

Me

123,7952

143,405

155,8112

161,0138

159,0128

149,8082

133,4

v1

1,099011

2,747526

4,396042

6,044558

7,693074

9,341589

10,99011

Pt1

4767,027

5522,149

5999,879

6200,217

6123,164

5768,719

5136,883

Pв1

0,545949

3,412179

8,735177

16,51494

26,75148

39,44478

54,59486

Pсв1

4766,481

5518,737

5991,144

6183,702

6096,413

5729,274

5082,288

v2

1,88172

4,704301

7,526882

10,34946

13,17204

15,99462

18,8172

Pt2

2784,161

3225,187

3504,203

3621,21

3576,207

3369,195

3000,174

Pв2

1,600509

10,00318

25,60815

48,41541

78,42496

115,6368

160,0509

Pсв2

2782,561

3215,183

3478,595

3572,794

3497,782

3253,558

2840,123

v3

2,857427

7,143568

11,42971

15,71585

20,00199

24,28813

28,57427

Pt3

1833,472

2123,903

2307,646

2384,699

2355,063

2218,738

1975,724

Рв3

3,690612

23,06633

59,0498

111,641

180,84

266,6467

369,0612

Pcв3

1829,781

2100,837

2248,596

2273,058

2174,223

1952,091

1606,663

v4

3,857527

9,643817

15,43011

21,2164

27,00269

32,78898

38,57527

Pt4

1358,127

1573,262

1709,367

1766,444

1744,491

1643,51

1463,499

Pв4

6,726141

42,03838

107,6183

203,4658

329,5809

485,9637

672,6141

Pсв4

1351,401

1531,223

1601,749

1562,978

1414,91

1157,546

790,8852

v5

4,797919

11,9948

19,19168

26,38855

33,58543

40,78231

47,97919

Pt5

1091,934

1264,902

1374,331

1420,221

1402,571

1321,382

1176,653

Pв5

10,40528

65,03301

166,4845

314,7598

509,8588

751,7816

1040,528

Pсв5

1081,529

1199,869

1207,847

1105,461

892,7121

569,6002

136,1252

               

D1

0,271441

0,314281

0,341183

0,352149

0,347178

0,32627

0,289426

D2

0,158461

0,183098

0,198099

0,203463

0,199191

0,185283

0,161739

D3

0,104202

0,119638

0,128053

0,129446

0,123818

0,111168

0,091496

D4

0,07696

0,0872

0,091216

0,089008

0,080576

0,06592

0,045039

D5

0,061591

0,06833

0,068784

0,062954

0,050838

0,032438

0,007752


По результатам расчета  строится график D=D(V).

Рисунок 3. Динамическая характеристика.

3.3 Расчет ускорений автомобиля

Ускорения автомобиля рассчитываются для каждой передачи по известным  значениям динамического фактора  по формуле:

, м/с2   

где δвi - коэффициент вращающихся масс на i-ой передаче.

 

где δ1=0,04 – коэффициент, учитывающий инерционный момент колес.

δ2 - коэффициент, учитывающий инерционный момент маховика, причем

δ2=7·10-4 - для легковых автомобилей;

Расчеты сводятся в таблицу и по ним строится график.

Таблица 5 - Расчеты ускорения автомобиля.

v1

1,099011

2,747526

4,396042

6,044558

7,693074

9,341589

10,99011

v2

1,88172

4,704301

7,526882

10,34946

13,17204

15,99462

18,8172

v3

2,857427

7,143568

11,42971

15,71585

20,00199

24,28813

28,57427

v4

3,857527

9,643817

15,43011

21,2164

27,00269

32,78898

38,57527

v5

4,797919

11,9948

19,19168

26,38855

33,58543

40,78231

47,97919

D1

0,271441

0,314281

0,341183

0,352149

0,347178

0,32627

0,289426

D2

0,158461

0,183098

0,198099

0,203463

0,199191

0,185283

0,161739

D3

0,104202

0,119638

0,128053

0,129446

0,123818

0,111168

0,091496

D4

0,07696

0,0872

0,091216

0,089008

0,080576

0,06592

0,045039

D5

0,061591

0,06833

0,068784

0,062954

0,050838

0,032438

0,007752

ψ1

0,011008

0,01105

0,011128

0,011241

0,011391

0,011576

0,011797

ψ2

0,011023

0,011146

0,011374

0,011707

0,012145

0,012688

0,013337

ψ3

0,011054

0,011337

0,011862

0,01263

0,013641

0,014893

0,016389

ψ4

0,011098

0,011614

0,012571

0,013971

0,015812

0,018096

0,020821

ψ5

0,011152

0,01195

0,013431

0,015596

0,018445

0,021977

0,026193

W1

2,203705

2,565844

2,792828

2,884656

2,841328

2,662845

2,349206

W2

1,338347

1,560872

1,694971

1,740644

1,697889

1,566709

1,347102

W3

0,863974

1,004523

1,077697

1,083495

1,021918

0,892966

0,696638

               

W4

0,615516

0,706402

0,734987

0,701273

0,60526

0,446947

0,226334

W5

0,472927

0,528637

0,519007

0,444038

0,303729

0,09808

-0,17291

               

Рисунок 4. Ускорения автомобиля.

 

3.4 Расчет времени и пути разгона автомобиля

Из курса механики известно, что  , где W - ускорение м/с2.

Переходя к конечно-разностной форме записи, имеем:

В интервале скоростей Vi-1…Vi считается, что автомобиль движется равноускоренно, поэтому

где i=1,2….

Интервалы скоростей для расчета  рекомендуется брать 0,5…1 м/c на первой передаче, 1…3 м/c на промежуточных передачах и 3…4 м/с – на высшей.

Время разгона можно определить, просуммировав Dti нарастающим итогом:

, с, i=0,1,2,….    

Такие расчеты можно сделать  до момента переключения передач.

При переключении передач двигатель  отсоединяется от трансмиссии и  поэтому автомобиль движется с замедлением. Переключать передачу можно в  различные моменты, но для получения  максимальной интенсивности разгона  нужно использовать наибольшие значения ускорения. Для этого момент переключения должен совпадать с точкой пересечения  кривых ускорения соседних передач, или, если они не пересекаются, то переключение нужно делать при достижении максимальной скорости на данной передаче. Потеря скорости зависит от дорожных условий и  определяется по формуле:

DVП=-9.3YDtП=9,31,1202110,011797=0,122902 м/с

  

Время переключения определяется по формуле:

               DtП=С(Uk/Uk+1)1.5=0,5(3,51/2,05) 1.5=1,120211


где C=0.5…0.7 (меньшие значения для легковых автомобилей, а большие для грузовых с дизелем).

Расчет пути разгона основывается на зависимости:

, м/с, откуда

 или

, м   

i=1,2,3,….

Путь разгона находится суммированием Dxi нарастающим итогом:

, м     

Так как потеря скорости при переключении известна, то путь, пройденный за время DtП , находится из выражения:

 м  

где VН - скорость автомобиля в начале переключения передачи, м/с;

      VK – скорость автомобиля в конце переключения передачи, м/с, причем:

 

VK=VН-DVП=10,99011-0,122902=10,8672, м/с 


Полученные значения сводятся в  таблицу и по ним строят графики

Таблица 6 - Время и путь разгона автомобиля

v1

1,099011

2,747526

4,396042

6,044558

7,693074

9,341589

10,99011

v2

1,88172

4,704301

7,526882

10,34946

13,17204

15,99462

18,8172

v3

2,857427

7,143568

11,42971

15,71585

20,00199

24,28813

28,57427

v4

3,857527

9,643817

15,43011

21,2164

27,00269

32,78898

38,57527

v5

4,797919

11,9948

19,19168

26,38855

33,58543

40,78231

47,97919

ψ1

0,011008

0,01105

0,011128

0,011241

0,011391

0,011576

0,011797

ψ2

0,011023

0,011146

0,011374

0,011707

0,012145

0,012688

0,013337

ψ3

0,011054

0,011337

0,011862

0,01263

0,013641

0,014893

0,016389

ψ4

0,011098

0,011614

0,012571

0,013971

0,015812

0,018096

0,020821

ψ5

0,011152

0,01195

0,013431

0,015596

0,018445

0,021977

0,026193

W1

2,203705

2,565844

2,792828

2,884656

2,841328

2,662845

2,349206

W2

1,338347

1,560872

1,694971

1,740644

1,697889

1,566709

1,347102

W3

0,863974

1,004523

1,077697

1,083495

1,021918

0,892966

0,696638

W4

0,615516

0,706402

0,734987

0,701273

0,60526

0,446947

0,226334

W5

0,472927

0,528637

0,519007

0,444038

0,303729

0,09808

0

Wср1

Wср2

  

2,384774

1,44961

2,679336

1,627922

2,838742

1,717807

2,862992

1,719266

2,752087

1,632299

2,506026

1,456905

               

Wср3

  

0,934248

1,04111

1,080596

1,052707

0,957442

0,794802

Wср4

  

0,660959

0,720694

0,71813

0,653267

0,526103

0,33664

Wср5

  

0,500782

0,523822

0,481522

0,373883

0,200904

0,04904

∆Vi1

  

1,648516

1,648516

1,648516

1,648516

1,648516

1,648516

∆Vi2

  

2,822581

2,822581

2,822581

2,822581

2,822581

2,822581

∆Vi3

  

4,286141

4,286141

4,286141

4,286141

4,286141

4,286141

∆Vi4

  

5,78629

5,78629

5,78629

5,78629

5,78629

5,78629

∆Vi5

  

7,196879

7,196879

7,196879

7,196879

7,196879

7,196879

Vср1

  

1,923268

3,571784

5,2203

6,868816

8,517331

10,16585

Vср2

  

3,293011

6,115591

8,938172

11,76075

14,58333

17,40591

Vср3

  

5,000498

9,286639

13,57278

17,85892

22,14506

26,4312

Vср4

  

6,750672

12,53696

18,32325

24,10954

29,89583

35,68212

Vср5

  

8,396358

15,59324

22,79012

29,98699

37,18387

44,38075

∆ti1

  

0,691267

0,61527

0,580721

0,575802

0,599006

0,657821

∆ti2

  

1,947131

1,733855

1,64313

1,641735

1,729206

1,937381

∆ti3

  

4,587796

4,116896

3,966461

4,071544

4,476658

5,392714

∆ti4

  

8,754387

8,02877

8,057437

8,85747

10,99839

17,18834

∆ti5

  

14,37127

13,73916

14,94609

19,24901

35,82245

146,7557

∆Xi1

  

1,329492

2,197613

3,031535

3,955076

5,10193

6,687305

∆Xi2

  

6,411925

10,60355

14,68658

19,30804

25,21758

33,72189

∆Xi3

  

22,94127

38,23213

53,8359

72,71337

99,13587

142,5359

∆Xi4

  

59,098

100,6564

147,6385

213,5496

328,806

613,3164

∆Xi5

  

120,6664

214,238

340,6231

577,2198

1332,017

6513,129

t1

  

0,691267

1,306537

1,887258

2,463059

3,062065

3,719886

t2

  

1,947131

3,680987

5,324116

6,965852

8,695057

10,63244

t3

  

4,587796

8,704693

12,67115

16,7427

21,21936

26,61207

t4

t5

  

8,754387

14,37127

16,78316

28,11044

24,84059

43,05653

33,69806

62,30553

44,69645

98,12799

61,88479

244,8837

               

∆tп

1,120211

0,935621

0,784279

0,693563

    

∆Vп

0,122902

0,116049

0,119537

0,134299

      

X1

0

1,329492

3,527104

6,55864

10,51372

15,61565

22,30295

X2

0

6,411925

17,01547

31,70205

51,0101

76,22768

109,9496

X3

0

22,94127

61,1734

115,0093

187,7227

286,8585

429,3945

X4

0

59,098

159,7544

307,3928

520,9424

849,7484

1463,065

X5

0

120,6664

334,9044

675,5275

1252,747

2584,765

9097,893

Vk

10,8672

18,70116

28,45474

38,44097

      

∆Xп

  

6,702343

10,03392

12,88209

15,42676

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.5 Расчет топливной экономичности автомобиля

Топливная экономичность является одной из наиболее важных характеристик  транспортных средств. Проблему уменьшения  расхода топлива решают как созданием  экономичных конструкций транспортных средств, так и совершенствованием методов эксплуатации автомобилей.

Характеристика топливной экономичности  автомобиля и эксплуатационный расход топлива являются основными понятиями  при определении экономической  эффективности автомобиля.

Под топливной экономичностью понимается способность автомобиля (автобуса) выполнять транспортную работу (перевозку  пассажиров) в регламентируемых условиях с минимально возможными затратами  топлива.

В соответствии с ГОСТ 20306-85 в настоящее  время действуют следующие показатели: топливная характеристика автомобиля при установившемся движении, топливная характеристика на дороге с переменным профилем и контрольный расход топлива. Эти показатели определяются экспериментально на дороге. Топливная характеристика при установившемся движении часто называется дорожной экономической характеристикой и представляет собой зависимость расхода топлива от скорости установившегося движения. Контрольный расход топлива - это средний расход топлива, измеренный при пробеге автомобиля с заданной скоростью. Контрольный расход топлива и скорость движения автомобиля, при которой расход определен, указывают в технической характеристике автомобиля.

Для построения топливно-экономической  характеристики существуют ряд аналитических зависимостей, предложенных различными авторами. Ниже рассматривается метод, предложенный доц. Сергеевым С.С.

Расход топлива при движении автомобиля складывается из двух составляющих. Это расход, связанный с преодолением сил сопротивления движению автомобиля и расход топлива, затрачиваемый  на преодоление тепловых, механических и насосных потерь в двигателе, а  также на привод вспомогательных агрегатов.

Проф. И.М. Ленин установил, что массовый расход топлива на один оборот и  на единицу рабочего объема двигателя  линейно зависит от среднего эффективного давления двигателя.

,               

где mT - расход топлива, г/обор. ;

Vst - рабочий объем двигателя, л;

, - эмпирические коэффициенты;

Рme - среднее эффективное давление, МПа.

В действительности коэффициент  , характеризующий внутренние потери тепловой энергии сгорания топлива в двигателе, а также потери на привод вспомогательных агрегатов, является величиной переменной.

Расход топлива при определении  топливной экономичности измеряется в литрах на 100 км пробега. Если умножить обе части выражения на Vst и на число оборотов, которое сделает двигатель на пути 100 км, равное:

, об/100 км    

где r - радиус колеса, м, и разделить на плотность топлива, то в левой части получим расход топлива в литрах на 100 км.

Рабочий объем четырехтактного  двигателя можно определить по формуле:

   

Современные двигатели имеют при  номинальной мощности следующие  значения Рme, МПа:

-0,7…0,85 - бензиновые (большие значения у двигателей, использующих высокооктановые бензины);

-0,66…0,7 – дизели;

-0,8…1,0 - дизели с турбонаддувом.

Коэффициент зависит от скоростного режима и загрузки двигателя, поэтому первый член можно представить эмпирической формулой вида:

, 

где VN – скорость при Nmax,

причем:

, м/с

- эмпирические коэффициенты, а РТ=Рд+Рв определяются по формулам.

С учетом изложенного окончательная формула для расчета характеристики  топливной экономичности имеет вид:

 

Коэффициент определятся равенством теплоты сгорания топлива с работой по перемещению автомобиля на 100 км, поэтому:

=2,27 - для бензиновых двигателей  и 

СПГ -сжиженный природный газ

СНГ –сжиженный нефтяной газ

=2.35 - для дизелей.

При проектировочных расчетах можно  рекомендовать:

- для дизелей;

- для бензиновых двигателей;

Плотность топлива:

rТ =740 кг/м3 – бензины;

rТ =840 кг/м3 - дизельные топлива.

При расчете топливно-экономической  характеристики нужно учесть, что  на горизонтальной дороге с асфальтобетонным покрытием y1=f автомобиль движется на высшей передаче и учитывается это значением UK.

Расчет выполняют для 8…10 значений скорости от Vmin=8 м/с до Vmax. Результаты расчета сводят в таблицу и по ним строят характеристику топливной экономичности . Для одного значения скорости расчет приводят полностью с подстановкой числовых величин.

Таблица 7 - Характеристика топливной экономичности.

qп

9,187818

6,761076

6,301069

6,511415

7,144245

8,113553

9,380559

Pт

197,4273

219,8365

261,4537

322,2787

402,3116

501,5525

620,0012

Анализ технических характеристик автомобиля и выбор прототипа 📙 Курсовая → 🆔 20528

Анализ технических характеристик автомобиля и выбор прототипа 📙 Курсовая → 🆔 20528

Анализ технических характеристик автомобиля и выбор прототипа