Динамические и топливно-экономические показатели автомобиля

Содержание 

Введение 4

1   Динамические и топливно-экономические показатели автомобиля  6

          1.1 Назначение тягового расчета. Исходные данные  6

      1.2 Внешняя скоростная характеристика двигателя  7

      1.3 Динамическая характеристика автомобиля  9

      1.4   Мощностной баланс автомобиля  17

      1.5 Ускорения автомобиля 20

      1.6 Путь и время разгона автомобиля 22

      1.7 Путь и время торможения автомобиля 28

      1.8 Топливно-экономическая характеристика  автомобиля 30

2  Коробка передач 38

     2.1 Устройство и работа коробки передач       38

Графики   46

Заключение 53 

Список использованной литературы  54 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   Эксплуатационные  свойства автомобиля включают следующие  более мелкие групповые свойства, обеспечивающие движение: тягово-скоростные и тормозные свойства, топливную экономичность, управляемость, маневренность, плавность хода и проходимость.

   Автомобиль  является частью системы “автомобиль – водитель – дорога - среда”, и его свойства проявляются во взаимодействии с элементами этой системы. Поэтому значимость определенного эксплуатационного свойства в оценке качества или эффективности применения автомобиля зависит от условий, в которых это свойство проявляется, т.е от условий эксплуатации. Условия эксплуатации в целом определяются дорожными, транспортными и природно-климатическими условиями, каждое из которых характеризуется определенными факторами:

   дорожные  условия – элементами профиля  и плана дорог, рельефом местности, видом и ровностью дорожного  покрытия, интенсивностью движения, помехами движению, стабильностью дорожного состояния, режимами движения;

   транспортные  условия – видом груза, объемом  перевозок, партионностью отправок, расстоянием перевозок, способами  погрузки и выгрузки, режимами работы, видами маршрутов и организации  перевозок, условиями хранения, технического обслуживания и ремонта;

   природно-климатические  условия – особенностями зон  умеренного, холодного, жаркого и  высокогорного климата. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     
 

      1 Динамические и топливно-экономические показатели автомобиля 

1. Назначение  тягового расчета. Исходные данные

 

   Тяговой расчет авто проводится с целью выбора (обоснования) основных конструктивных параметров двигателя и трансмиссии, которые обеспечивают, возможно, высокие  динамические и топливно-экономические  показатели проектируемого авто. Тяговый расчет проводится также для оценки совершенства конструкции существующего авто по показателям динамичности и топливной экономичности.

   Для расчета тягово-скоростных и топливно-экономических  характеристик автомобиля  принимаем  нижеследующие исходные данные:

   - КПД трансмиссии. Для современных  авто КПД трансмиссии η=0,8–0,93. Принимаем для заданного авто  η = 0,92.

   - коэффициент сопротивления воздуха  к_в, Нс²/м⁴. Для легковых авто к_в=0,15-0,35. Принимаем к_в=0,25 Нс²/м⁴.

   Остальные, необходимые для расчета данные принимаем по технической характеристике авто, приведенной в таблице 1.1 

      Таблица 1.1

 

2. Внешняя скоростная характеристика двигателя

 

   Она представляет графическую зависимость  мощности и крутящего момента  двигателя от частоты вращения или  угловой скорости коленчатого вала при оптимальных регулировках систем зажигания и питания.

   Для расчетного построения этой характеристики задаемся минимальной и максимальной величинами частоты вращения вала двигателя:

   n_min = 800…1000 мин^-1. Принимаем n_min =1000 мин^-1.    n_max = (1,0-1,2)n_N.    

 

   В диапазоне частот вращения n_min…n_max  задаемся произвольными шестью значениями частоты вращения n (…). Для каждого   из принятых значений n рассчитываем соответствующие значения мощности и крутящего момента двигателя по формулам: 

    N_n=N_max

, кВт_, 

где а=b=c=1 – коэффициенты для карбюраторного двигателя. 

  

 

 

  

 

 

   Угловая скорость вала двигателя 

    

,   с^-1 

 

 

 

 

 

 

   Крутящий  момент двигателя 

    

, Нм 

109,590 

118,736 

119,6 

116,272 

105,803 

96,565 

   Результаты  расчетов сводим в таблицу 1.2 и по этим данным строим график внешней  скоростной характеристики двигателя (рисунок 1.1). 

    Таблица 1.2 – Мощность и крутящий момент двигателя

 

   1.3 Динамическая  характеристика автомобиля 

   Динамический  фактор автомобиля 

    

, 

где G_а    - полный вес автомобиля. 

   Тяговая сила автомобиля

, 

где М – крутящий момент двигателя, Нм (принимаем по таблице 1.2)

              u_k, u_o – передаточные числа коробки передач и главной передачи (по

        технической характеристике автомобиля, таблица 1.1). 

   Радиус  качения радиальной шины автомобиля: 

r_k = 0,51d + 0,91B 

(переводим мм  в м) 

r_к= =0,3175м 

U_к1=3,75 

4883 

5290 

5328,4 

5180,3 

4713,8 

4302,3 

U_к2=2,3 

2995 

3244,5 

3268,1 

3177,2 

2891,1 

2638,7 

U_к3=1,49 

1940 

2101,9 

2117,2 

2058,3 

1873 

1709,4 

U_к4=1 

1302 

1410,7 

1420,9 

1381,4 

1257 

1147,3 

   Сила  сопротивления воздуха: 

P_в = к_вFV² 

   Лобовая площадь автомобиля: 

F=α ·H_Г ·B_Г, м², 

где α=0,78-0,8 – коэффициент заполнения площади легковых автомобилей.         принимаем α=0,78

       H_Г - габаритная высота автомобиля

    B_Г - габаритная ширина автомобиля 

м² 

 

U_к1=3,75 

1,945 

4,3226 

7,3485 

8,6453 

10,807 

12,103 

U_к2=2,3 

3,172 

7,0478 

11,981 

14,096 

17,619 

19,734 

U_к3=1,49 

4,896 

10,879 

18,495 

21,758 

27,198 

30,462 

U_к4=1 

7,294 

16,21 

28,3674 

32,42 

40,5248 

45,388

P_в = к_вFV² 

U_к1=3,75 

P_в= 2,063

P_в= 10,185

P_в= 29,436

P_в= 40,742

P_в= 63,659

P_в= 79,854 

U_к2=2,3 

P_в= 5,483

P_в= 27,076

P_в= 78,25

P_в= 108,3

P_в= 169,23

P_в= 212,28 

U_к3=1,49 

P_в= 13,06

P_в= 64,516

P_в= 186,45

P_в= 258,06

P_в= 403,23

P_в= 505,81 

U_к4=1 

P_в= 29

P_в= 143,23

P_в= 413,94

P_в= 572,93

P_в= 895,2

P_в= 1122,9 

 

U_к1=3,75 

0,348 

0,3768 

0,3781 

0,3667 

0,3318 

0,3013 

U_к2=2,3 

0,213 

0,2296 

0,2276 

0,219 

0,1942 

0,1731 

U_к3=1,49 

0,138 

0,1454 

0,1378 

0,1285 

0,1049 

0,0859 

U_к4=1 

0,091 

0,0904 

0,0719

0,0577 

0,0258 

0,0017 

   Результаты  расчетов сводим в таблицу 1.3 и по этим данным строим динамическую характеристику автомобиля (рисунок 1.2). 

Таблица 1.3 – Динамический фактор автомобиля

 

   1.4 Мощностной  баланс автомобиля 

   Тяговая мощность автомобиля: 

N_T=N·η_T 

где N – мощность двигателя (по таблице 1.2) 

N_T1=10,323·0,92= 9,498 

N_T2= 24,855·0,92= 22,867 

N_T3= 42,561·0,92= 39,16 

N_T4= 48,679·0,92= 44,78 

N_T5= 55,37·0,92= 50,94 

N_T6= 56,6·0,92= 52,07 

   Результаты  расчетов сводим в таблицу 1.4. 

Таблица 1.4    - Тяговая мощность автомобиля

 

   В диапазоне скоростей V_min и V_max задаемся произвольно шестью значениями скорости автомобиля: 

 

   Определяем  соответствующие этим скоростям движения мощности сопротивления.

   Мощность  сопротивления дороги: 

   

, кВт, 

где Ψ=0,02 – коэффициент  суммарного сопротивления дороги. 

0,056 

0,143 

0,286 

0,572 

0,858 

1,298 

   Мощность  сопротивления воздуха: 

, кВт 

0,002 

0,014 

0,055 

0,218 

0,491 

1,124 

   Результаты  расчетов по этим формулам сводим в  таблицу 1.5. 

Таблица 1.5 – Мощности сопротивления движению автомобиля