Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Анализ тягово-скоростных свойств автомобиля. 2

Федеральное агентство по образованию РФ

Тюменский Государственный Нефтегазовый Университет

Салехардский филиал ТюмГНГУ

Кафедра “Автомобили и автомобильное хозяйство”

Курсовая работа

по дисциплине “Теория автомобиля”

на тему:

Анализ тягово-скоростных свойств автомобиля

Выполнил: студент

Проверил: Попцов В.В.

Салехард 2008 г.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Данные для курсовой работы …3

2. Тягово-скоростные свойства автомобиля …4

2.1. Расчет сил тяги и сопротивления движению …4

2.2. Построение динамической характеристики …10

2.3. Характеристика ускорений …10

2.4. Графики разгона с переключением передач …12

2.4.1. График разгона автомобиля по времени …12

2.4.2. График разгона автомобиля по пути …14

2.5. Показатели тягово-скоростных свойств автомобиля …16

3. ТОПЛИВНАЯ ЭКОНМИЧНОСТЬ АВТОМОБИЛЯ …18

3.1. Расход топлива по времени разгона автомобиля …18

3.2. Расход топлива по пути разгона автомобиля …19

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ …20

1. ДАННЫЕ ДЛЯ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Исходные данные: Марка автомобиля – Москвич – 412

Процент открытия дроссельной заслонки – 100%

Коэффициент сопротивления дороги ψ – 0,02

Таблица 1.1

Технические характеристики автомобиля Москвич – 412

Полная масса, кг	1045
Максимальная скорость, км/ч	140
Диаметр цилиндра/ход поршня, мм	82/70
Рабочий объем, л	1,48
Степень сжатия	8,8
Максимальная мощность при 5800 об/мин, л.с.(кВт)	75 (55,16)
Максимальный крутящий момент при 3000 об/мин, кгс·м (Нм)	12,4 (108)
Коробка передач	4-ступенчатая с синхронизаторами на всех передачах переднего хода
Главная передача	Одинарная гипоидная
Передаточные числа	3,49; 2,04; 1,33; 1,0;
Главное передаточное число	3,91
Свободный радиус колеса	0,285

2. Тягово-скоростные свойства автомобиля

Тяговая характеристика автомобиля – это совокупность кривых, характеризующих зависимость индикаторной силы тяги автомобиля, а так же сил сопротивления от скорости его движения на различных передачах.

2.1. Расчет сил тяги и сопротивления движению

Принимая ряд значений частоты вращения коленчатого вала рассчитывают соответствующий ряд относительных частот (n_e/n_N). Определяем соответствующий ряд значений относительных величин крутящего момента (θ=М_е/М_N), после чего вычисляют искомые по формуле: М_е=М_N∙θ. Значения М_е сводятся в табл. 2.1.

Таблица 2.1

Зависимость крутящего момента от частоты вращения коленчатого вала

Расчетные формулы	Частота вращения коленчатого вала, об/мин
Расчетные формулы	675	1350	2025	2700	3375	4050	4725	5400
n_e/n_N	0,125	0,25	0,375	0,50	0,625	0,75	0,875	1
θ=М_е/М_N	0,990	1,05	1,070	1,07	1,050	0,95	0,880	0,70
М_е=М_N∙θ	120,38	127,68	130,11	130,11	127,68	115,52	107	85,12

Передаточное отношение трансмиссии автомобиля:

i_тр= i_к∙i_д∙i_о, (2.1)

где i_к - передаточное отношение основной коробки передач;

i_д - передаточное отношение делителя;

i_o - передаточное отношение главной передачи.

i_I= 3,24∙4,1 = 13,284;

i_II= 1,98∙4,1 = 8,118;

i_III= 1,29∙4,1 = 5,289;

i_IV= 1∙4,1 = 4,1.

Первая передача:

Значение эффективной силы тяги (Ре, Н) рассчитываем по формуле:

(2.2)

где М_е – эффективный крутящий момент двигателя, Нм;

r – радиус колеса, мм;

i_тр – передаточное число трансмиссии.

;

Значения скорости движения (V_a, м/с), соответствующие указанному ряду частот, рассчитывают по формуле:

(2.3)

Значения силы сопротивления двигателя (Р_д, Н), приведённой к ведущем колесам автомобиля, определяется по формуле:

(2.4)

где V_h – рабочий объем цилиндров двигателя (литраж), л;

τ_∂ - число ходов поршня за один цикл (тактность ДВС);

Р_ДО - среднее давление механических потерь при вращении вала с предельно низкой частотой, Мпа;

k_Д – коэффициент, учитывающий увеличение давления механических потерь при повышении скорости движения поршней в цилиндрах, Мпа с/м.

Значение индикаторной силы (P_i, Н):

P_i = P_д + Р_е, (2.5)

+ =

Силу сопротивления вспомогательного оборудования автомобиля (Р_о), приведённую к ведущим колесам, определяют по формуле:

(2.6)

где Р_ОО - среднее давление газов, обеспечивающее привод вспомогательного оборудования автомобиля при предельно низкой частоте вращения коленчатого вала, Мпа

k_о – коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления вспомогательного оборудования при возрастании частоты вращения коленчатого вала, Мпа с²

Сила лобового аэродинамического сопротивления (P_w, Н) определяется по формуле:

P_w=kFV_a², (2.7)

где k – коэффициент обтекаемости, Нс²/м⁴;

F – площадь лобовой проекции автомобиля, м².

P_w= 0,29∙1,7∙1,516²= 1,133

P_w= 0,29∙1,7∙3,032²= 4,531

Сила сопротивления дороги (Р_ψ, Н) рассчитывается по формуле:

(2.8)

где G – полный вес автомобиля при заданной нагрузке, Н.

f_v=f_o+f₁V_a², (2.9)

где f_v – коэффициент сопротивления качению.

f_v=0,015+ 0,00001∙1,516²= 0,015023

f_v=0,015+ 0,00001∙3,032²= 0,015092

P_ψ= 14175,45ּ 0,015023 = 212,957

P_ψ= 14175,45ּ 0,015092 = 213,934

Сила сопротивления трансмиссии (Р_тр, Н):

(2.10)

где n_тр – количество агрегатов в трансмиссии;

Р_хо – сила сопротивления проворачиванию валов агрегата трансмиссии на холостом ходу с предельно малой скоростью, Н

G_м – номинальная нагрузка на ведущий мост автомобиля, Н

а_v - коэффициент скоростных потерь, Н с/м

μ_тр – коэффициент силовых потерь

К_н – коэффициент, учитывающий тип автомобиля

Р_тр = (2 – 0,5)ּ(30 + 8,6 ּ1,516)ּ7681,23ּ7ּ10^-6 + 0,036(212,957 + 1,133) = 11,178

Р_т_р = (2 – 0,5)ּ(30 + 8,6 ּ3,032)ּ7684,23ּ7ּ10^-6 + 0,036(213,934 + 4,531) = 12,387

Результаты расчетов P_i, Р_е, Р_д, Р_о, Р_тр, Р_ψ, Р_w и V_a применительно к различным ступеням коробки передач сводим в таблицы 2.2-2.5.

Таблица 2.2

Результаты расчётов для 1-ой передачи

Номер передачи	Показатели		Частота вращения коленчатого вала, об/мин
Номер передачи	Обозна чение	Разме рность	675	1350	2025	2700	3375	4050	4725	5400
1	V_a	м/с	1,516	3,032	4,547	6,063	7,579	9,095	10,610	12,126
	P_д	Н	419,385	576,587	733,788	890,989	1048,190	1205,391	1362,593	1519,794
	P_о	Н	76,845	132,592	225,504	355,580	522,821	727,226	968,796	1247,531
	P_Ψ	Н	212,957	213,934	215,563	217,843	220,774	224,356	228,590	233,475
	P_w	Н	1,133	4,531	10,194	18,123	28,317	40,776	55,501	72,491
	P_тр	Н	11,178	12,387	13,701	15,120	16,644	18,272	20,006	21,845
	P_е	Н	5610,975	5951,232	6064,496	6064,496	5951,232	5384,448	4987,326	3967,488
	P_i	Н	6030,361	6527,819	6798,283	6955,485	6999,422	6589,839	6349,919	5487,282

Таблица 2.3

Результаты расчётов для 2-ой передачи

Номер передачи	Показатели		Частота вращения коленчатого вала, об/мин
Номер передачи	Обозна чение	Разме рность	675	1350	2025	2700	3375	4050	4725	5400
2	V_a	м/с	2,480	4,961	7,441	9,921	12,402	14,882	17,362	19,843
	P_д	Н	256,291	352,358	448,426	544,493	640,561	736,628	832,695	928,763
	P_о	Н	46,961	81,029	137,808	217,299	319,502	444,416	592,042	762,380
	P_Ψ	Н	213,504	216,120	220,480	226,585	234,434	244,026	255,363	268,444
	P_w	Н	3,033	12,132	27,296	48,527	75,823	109,186	148,614	194,108
	P_тр	Н	8,217	8,814	9,693	10,852	12,293	14,015	16,017	18,301
	P_е	Н	3428,929	3636,864	3076,081	3076,081	3636,864	3290,496	3047,811	2424,576
	P_i	Н	3685,220	3989,222	4154,507	4250,574	4277,425	4027,124	3880,506	3353,339

Таблица 2.4

Результаты расчётов для 3-ей передачи

Номер передачи	Показатели		Частота вращения коленчатого вала, об/мин
Номер передачи	Обозна чение	Разме рность	675	1350	2025	2700	3375	4050	4725	5400
3	V_a	м/с	3,807	7,614	11,421	15,228	19,035	22,842	26,649	30,456
	P_д	Н	166,978	229,567	292,156	354,746	417,335	479,924	542,514	605,103
	P_о	Н	30,596	52,791	89,784	141,574	208,160	289,544	385,724	496,702
	P_Ψ	Н	214,686	220,850	231,122	245,504	263,994	286,593	313,302	344,119
	P_w	Н	7,145	28,581	64,307	114,323	178,630	257,227	350,114	457,292
	P_тр	Н	8,502	9,764	11,690	14,277	17,572	21,439	26,014	31,251
	P_е	Н	2233,999	2369,472	2414,568	2414,568	2369,472	2143,808	1985,695	1579,648
	P_i	Н	2400,977	2599,039	2706,724	2769,313	2786,807	2623,732	2528,208	2184,751

Таблица 2.5

Результаты расчётов для 4-ой передачи

Номер передачи	Показатели		Частота вращения коленчатого вала, об/мин
Номер передачи	Обозна чение	Разме рность	675	1350	2025	2700	3375	4050	4725	5400
4	V_a	м/с	4,911	9,822	14,733	19,644	24,555	29,466	34,377	39,288
	P_д	Н	129,440	177,959	226,478	274,997	323,515	372,034	420,553	469,072
	P_о	Н	23,718	40,924	69,600	109,747	161,364	224,453	299,011	385,040
	P_Ψ	Н	216,051	226,307	243,402	267,334	298,104	335,711	380,157	431,440
	P_w	Н	11,890	47,561	107,013	190,245	297,258	428,051	582,625	760,980
	P_тр	Н	4,241	5,323	6,895	8,957	11,509	14,550	18,082	22,103
	P_е	Н	1731,782	1836,800	1871,758	1871,758	1836,800	1661,867	1539,298	1224,533
	P_i	Н	1861,222	2014,759	2098,236	2146,754	2160,315	2033,901	1959,852	1693,605

2.2. Построение динамической характеристики

Динамический фактор:

(2.11)

Рассчитываем динамический фактор для 1-ой передачи :

Таблица 2.6

Значения динамического фактора для каждой передачи

Динам. фактор	n_e
Динам. фактор	675	1350	2025	2700	3375	4050	4725	5400
Д₁	0,390	0,409	0,410	0,400	0,380	0,324	0,278	0,185
Д₂	0,238	0,249	0,249	0,242	0,228	0,192	0,162	0,102
Д₃	0,154	0,161	0,159	0,151	0,139	0,111	0,086	0,042
Д₄	0,119	0,123	0,119	0,110	0,096	0,070	0,045	0,004

2.3. Характеристика ускорений

Коэффициент учета вращающихся масс автомобиля:

(2.12)

где J_Д, J_k, J_тр – соответственно моменты инерции двигателя (а также связанных с ним деталей), колес и трансмиссии, кгм² (0,13; 1,34; 1,10 )

M_Н, М - соответственно полная масса автомобиля при номинальной и заданной загрузке, кг

Рассчитываем коэффициент учета вращающихся масс автомобиля для каждой передачи:

Первая передача:

Вторая передача:

Третья передача:

Четвертая передача:

Величина ускорений:

(2.13)

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

- коэффициент учета вращающихся масс автомобиля при включении i-ой передачи

Рассчитываем величину ускорений применительно к различным ступеням коробки передач сводим в таблицу 2.7.

Таблица 2.7

Значения ускорения для каждой передачи

Ускорение	n_e
Ускорение	675	1350	2025	2700	3375	4050	4725	5400
J₁	2,981	3,140	3,147	3,068	2,902	2,455	2,082	1,333
J₂	1,953	2,057	2,055	1,990	1,864	1,543	1,270	0,738
J₃	1,253	1,313	1,293	1,224	1,106	0,850	0,619	0,205
J₄	0,938	0,972	0,935	0,852	0,721	0,474	0,237	-0,151

2.4. Графики разгона с переключением передач

2.4.1. График разгона автомобиля по времени

Интервал скорости движения:

(2.14)

где Vk+1, Vk – скорости движения автомобиля в начале k-го и k+1 отрезка, м/с

Рассчитываем интервал скорости движения для каждой передачи и частоты вращения коленчатого вала:

Первая передача: = 1,516;

Вторая передача: = 2,480;

Третья передача: = 3,807;

Четвертая передача: = 4,911.

Внутри каждого интервала скорости ускорение автомобиля можно считать постоянной величиной, равной:

(2.15)

где и - ускорения соответственно в начале и в конце k-го интервала скорости, м/c

Рассчитываем величину интервалов ускорений применительно к различным ступеням коробки передач сводим в таблицу 2.8.

Таблица 2.8

Интервалы ускорения автомобиля для каждой передачи

Ускорение	n_e
Ускорение	675	1350	2025	2700	3375	4050	4725	5400
j₁	1,490	3,060	3,144	3,108	2,985	2,678	2,269	1,707
j₂	0,977	2,005	2,056	2,023	1,927	1,704	1,407	1,004
j₃	0,626	1,283	1,303	1,259	1,165	0,978	0,734	0,412
j₄	0,467	0,951	0,949	0,888	0,779	0,588	0,344	0,000

На увеличение скорости движения от Vk до Vk+1 затрачивается некоторое время , равное:

(2.16)

Таблица 2.9

Интервалы времени движения автомобиля для каждой передачи

Время	n_e
Время	675	1350	2025	2700	3375	4050	4725	5400
	1,017	0,495	0,482	0,488	0,508	0,566	0,668	0,888
	2,540	1,237	1,206	1,226	1,287	1,456	1,763	2,470
	6,077	2,968	2,922	3,024	3,267	3,891	5,184	9,248
	10,508	5,162	5,173	5,530	6,301	8,347	14,237	0,000

Анализ тягово-скоростных свойств автомобиля. 2 📙 Курсовая → 🆔 20935