Техническая характеристика легкового автомобиля

КурсоваяПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Путь и время разгона рассчитывают в предположении, что автомобиль разгоняется на ровной горизонтальной дороге, при полной подаче топлива, на участке длиной 2000 м (согласно ГОСТ 22 576−90 «Автотранспортные средства. Скоростные свойства. Методы испытаний.»). Передаточное число первой передачи рассчитывается, исходя из того, чтобы автомобиль мог преодолеть максимальное сопротивление дороги… Читать ещё >

Техническая характеристика легкового автомобиля (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Курсовая работа по дисциплине «Автомобили»

Исходные данные


Тип автомобиля	Легковой
Колесная формула	4х2
Пассажировместимось, чел.
Тип привода	П
Число передач в КП
Тип двигателя	Д
Коэф. приспособляемости по моменту, к_м	1,18
Коэф. приспособляемости по угловой скорости, к_?	1,75
Габаритная длина автомобиля, L_r> м	4,8
Макс, скорость движения автомобиля, км/ч

1. Оценка тягово-скоростных свойств автомобиля

1.1 Скоростные характеристики ДВС

Скоростная характеристика двигателя представляет собой зависимость эффективной мощности Р_е и крутящего момента М_е двигателя при установившемся режиме его работы от угловой скорости коленчатого вала двигателя ?_е или частоты его вращения n_e.

Скоростная характеристика, полученная при полной подаче топлива, называется внешней скоростной характеристикой, а скоростные характеристики, полученные при неполной подаче топлива, — частичными.

Условия работы двигателя, установленного на автомобиле, отличаются от стендовых, что связано с установкой на двигатель элементов, которые были сняты при испытаниях. Кроме того, давление и температура при работе двигателя на автомобиле отличаются от нормальных условий.

Поэтому мощность двигателя Р_е, установленного на автомобиле, несколько меньше мощности, полученной при стендовых испытаниях. При использовании стендовых характеристик для тягово-скоростных расчетов значения мощности уменьшают путем их умножения на коэффициент коррекции К_ст, зависящий как от конструктивных особенностей и условий эксплуатации АТС, так и от особенностей стандарта, по которому была снята внешняя характеристика.

В приближенных расчетах можно принимать К_ст = 0,93…0,96, т. е.

Важнейшими параметрами внешней скоростной характеристики двигателя, снятой на тормозном стенде, являются:

— максимальная эффективная мощность, кВт;

— максимальный крутящей момент, Н•м;

Коэффициент дорожного сопротивления для легковых автомобилей? = 0,25…0,5

Так как при максимальной скорости движения автомобиля двигатель работает на максимальных оборотах, то в случае установки на автомобиле дизельного двигателя ?_е max = ?_р, Р_еv = Р_е max.

Для дизельных, бензиновых с впрыском и карбюраторных двигателей коэффициенты а, в и с определяются по формулам:

При этом должно соблюдаться равенство, а + в + с = 1.

Минимальная частота вращения (угловая скорость) n_e min (?_е min) коленчатого вала двигателей внутреннего сгорания, при которой они устойчиво работают с полной нагрузкой, находится в пределах 800… 1000 об/мин (83,77… 104,71 рад/с).

Частота вращения (угловая скорость) при максимальном крутящем моменте двигателя n_м (?_м) определяется по формуле У нашего автомобиля n_p (?_р) = 3500…5000 (366,5…523,5) со средним значением 4500 об/мин.

У дизельных двигателей и бензиновых двигателей с впрыском устойчивое значение максимальной частоты вращения n_e max = n_р.

— крутящий момент при максимальной мощности, Н•м;

n_e min и n_e max — минимальная и максимальная частоты вращения коленчатого вала двигателя, об/мин;

n_М и n_р — частоты вращения коленчатого вала двигателя соответственно при и ;

к_м — коэффициент приспособляемости по моменту к_м = М_е max/М_р

к_? — коэффициент приспособляемости по частоте вращения к_? = n_p/ n_М.

а = = = 0,86

b = = = 1,12

с = = = - 0,98

а + b + c = 0,86 + 1,12 — 0,98 = 1

Важнейшими параметрами внешней скоростной характеристики двигателя, снятой на тормозном стенде, являются:

— максимальная эффективная мощность, кВт;

— максимальный крутящий момент, Н•м;

Максимальная мощность в зависимости от максимальной скорости определяется формулой:

Р_{е v} = • (g • m_a • ?_v +) = 114,9 кВт Определение текущего значения эффективной мощности от частоты вращения коленчатого вала двигателя, производится по эмпирической зависимости, предложенной С. Р. Лейдерманом:

Так как при максимальной скорости движения автомобиля двигатель работает на максимальных оборотах, то в случае установки на автомобиле дизельного двигателя

?_e max = ?_p и P_e _v = p_e max

P_e = 114,9 • [0,86 • + 1,12 • - 0,98 • ]


	n_e, об/мин

Р_е, кВт	21,4	27,0	42,60	58,9	76,0	90,2	102,0	110,6	114,9
кВт	22,5	28,4	44,9	62,0	80,0	95,0	107,4	116,4	121,0
M_e, Н•м	250,5	258,0	272,4	285,1	290,3	287,1	278,4	264,0	243,8
M_e^ст, Н•м	263,7	271,5	286,7	299,0	305,6	302,2	293,0		256,7

М_е = 1000 •, ?_е = n_е • .

2. Уравнение движения автомобиля

Окружная сила на ведущих колесах F_k при движении автомобиля затрачивается на преодоление сил сопротивления воздуха, качению F_f, подъему F_h и разгону F_a автомобиля, т. е.

F_k — F_B — F_f ± F_h ± F_a = 0

Знак «-» при силе F_h соответствует движению автомобиля на подъёме, а знак «+» — движению на спуске; знак «- «при силе F_a соответствует разгону автомобиля, а знак «+» — торможению.

Уравнение движения автомобиля:

m_a — полная масса автомобиля, кг;

G_a— сила тяжести автомобиля, Н;

М_е— крутящий момент двигателя, Нм;

U_тр — передаточное число трансмиссии;

г₀-расчетный радиус качения ведущих колес, м;

?_т_p — коэффициент полезного действия трансмиссии;

k_B — коэффициент сопротивления воздуха, Н • с²/м⁴ ;

V_a— скорость движения автомобиля, м/с;

А_в — площадь лобового сопротивления автомобиля, м2;

f — коэффициент сопротивления качению;

hвеличина продольного уклона дороги (тангенс угла наклона дороги к горизонту);

? — угол наклона продольного профиля дороги, град (рад);

? — коэффициент учета вращающихся масс автомобиля. Данное уравнение справедливо для неустановившегося движения автомобиля. При этом где I_м — момент инерции маховика двигателя и ведущей части сцепления, кг•м²;

I_к_i — момент инерции i-го колеса автомобиля, кг•м²;

n — число колес автомобиля.

Уравнение силового (или тягового) баланса Заменим обозначения сил их развернутыми выражениями.

Уравнение позволяет определить величину окружной силы, развиваемой на ведущих колесах автомобиля, и установить, как она распределяется по различным видам сопротивлений.

2.1 Тяговый расчет автомобиля

Задачей тягового расчета является определение характеристик двигателя и трансмиссии, обеспечивающих требуемые тягово-скоростные свойства автомобиля и его топливную экономичность в заданных условиях эксплуатации.

Кривую силы сопротивления воздуха F_B движению автомобиля строят, откладывая значения этой силы вверх от значений силы F_v, для соответствующих скоростей движения автомобиля.

Абсцисса точки пересечения кривой суммарного сопротивления F_? + F_b определяет величину окружной силы, необходимой для движения автомобиля с постоянной скоростью V_a = const.

Если при некоторой скорости V₁ кривая F_к проходит выше кривой F_? + F_b, то ордината F₃, заключенная между этими кривыми, представляет собой нереализованную часть окружной силы или запас силы, который можно реализовать для преодоления повышенного дорожного сопротивления или разгона автомобиля.

2.1.1 Определение полной массы автомобиля

Полная масса автомобиля определяется следующим образом:

m_a = m_o + (m_ч + m_б) • n_i

где m_o — масса снаряженного автомобиля: mo = 945 кг;

m_ч — масса водителя или пассажира: принимаем mч = 75 кг;

m_б — масса багажа из расчета на одного пассажира: mб = 10 кг;

n_i — количество пассажиров, включая водителя: nп = 5 чел.

m_a = 945 + (75 + 10) • 5 = 1370 кг

2.1.2 Распределение полной массы по мостам автомобиля

При распределении нагрузки по осям легкового автомобиля с передним расположением двигателя и передним ведущим мостом на задний мост приходится 43−47% полной массы автомобиля.

Принимаем на менее нагруженный задний мост 45% полной массы. Тогда на передний мост приходится 55% полной массы.

Определим полный вес автомобиля:

G_a = m_a • g;

G_a = 1370 • 9,81 = 1349,7 H.

Определим вес, приходящийся на переднюю ось автомобиля:

G₁ = ;

G₁ = = 7391,835 H.

Определим вес, приходящийся на заднюю ось автомобиля:

G₁ = ;

G₁ = = 6047,865 H.

2.1.3 Подбор шин

При выборе шин исходным параметром является нагрузка на наиболее нагруженных колесах. Наиболее нагруженными являются шины переднего моста. Определяем нагрузку на одну шину:

где n — число шин одного моста: n = 2.

Н.

Из ГОСТ 4754– — 97 «Шины пневматические для легковых автомобилей, прицепов к ним, легких грузовых автомобилей и автобусов особо малой вместимости» принимаем шину 165/70R13.

Определяем посадочный диаметр обода d, наружный диаметр D_н и статический радиус колеса r_ст:

d = 13 · 0,0254 = 0,3302 м;

D_i = d + ;

где k_ш — H/B (H и B — высота и ширина профиля): для шины 165/70R13 kш = 0,7; B = 165 мм;

D_i = 0,3302 + = 0,5612 м ;

r_i = 0,5 • d +

где ?см — коэффициент, учитывающий смятие шины под нагрузкой: для радиальных шин легковых автомобилей принимаем? см = 0,81;

r_i = 0,5 • 0,3302 + = 0,2587 м.

Определяем радиус качения колеса:

r_o = ;

м.

2.1.4 Определение передаточных чисел коробки передач

Передаточное число трансмиссии на j-й передаче определяется по выражению:

где u_{кп j} — передаточное число в коробке передач автомобиля на j-й передаче;

и_рк — передаточное число в раздаточной коробке на высшей передаче (при отсутствии раздаточной коробки в трансмиссии автомобиля u_рк= 1);

u_гп — передаточное число главной передачи автомобиля.

Передаточное число первой передачи рассчитывается, исходя из того, чтобы автомобиль мог преодолеть максимальное сопротивление дороги, характеризуемое коэффициентом, не буксовал при трогании с места, и мог двигаться с устойчивой минимальной скоростью.

Максимальное сопротивление дороги для легковых автомобилей должно находиться в пределах

Определим минимальный коэффициент сцепления, при котором данный автомобиль может тронуться с места без пробуксовки ведущих колес:

;

где — коэффициент перераспределения нормальных реакций, для переднеприводного автомобиля принимаем .

Минимальный коэффициент сцепления составил .

Определим минимальную устойчивую скорость движения автомобиля:

;

где — минимальные устойчивые обороты двигателя, принимаем для дизельного двигателя n_emin = 800 об/мин.

V_min = = 6,042 км/час Передаточные числа промежуточных передач выбираются из условия обеспечения максимальной интенсивности разгона автомобиля, а также длительного движения при повышенном сопротивлении дороги.

Передаточное число главной передачи автомобиля определяется из условия обеспечения заданной максимальной скорости движения автомобиля V_max на высшей передаче из выражения:

где u_k — передаточное число коробки передач на высшей передаче.

u₀ = 0,377 • • 5000/1*220 = 2,3

КПП проектируемого автомобиля не имеет ускоряющую передачу, поэтому u_k = 1

Передаточное число первой передачи КПП определяется из условия преодоления автомобилем максимального сопротивления дороги. При этом используется формула:

где ?max — максимальный коэффициент сопротивления дороги, преодолеваемой автомобилем на первой передаче (?_max = 0,3…0,4).

Принимаем ?_max = 0,4.

М_еmax — максимальный вращающий момент, развиваемый двигателем, Нм (М_еmax = 478 Нм).

?_тр — КПД трансмиссии автомобиля (?_тр = 0,85)

u_k1 = = 3,636

Таблица 2.1 Передаточные числа КП


№ передачи	Обозначение	Фактическое значение	Рассчитанное значение
	U₁	3,636	3,636
	U₂	1,950	2,478
	U₃	1,357	1,689
	U₄	0,941	1,151
	U₅

Как видно из таблицы фактические значения передаточных чисел промежуточных передач меньше рассчитанных значений. Таким образом, коробка передач заданного автомобиля не обеспечивает максимальной интенсивности разгона автомобиля. Поскольку фактические значения передаточных чисел промежуточных передач незначительно отличаются от рассчитанных значений можно сделать вывод, что данная коробка передач обеспечивает уместную интенсивность разгона автомобиля, при улучшенных показателях топливной экономичности.

2.1.5 Построение графика тяговой характеристики

Определим значения окружной силы, в зависимости от скорости, при движении автомобиля на различных передачах:

В данном уравнении эффективный крутящий момент является функцией от оборотов коленчатого вала n_e. Значение эффективного крутящего момента в зависимости от оборотов коленчатого вала n_e определяется по внешней скоростной характеристике двигателя.

В предположении отсутствия буксования сцепления и ведущих колес автомобиля связь между частотой вращения коленчатого вала двигателя n_e и скоростью V находится из соотношения:

;

где i — номер передачи.

Производим расчеты значений окружной силы и скорости V_i для различных оборотов коленчатого вала в диапазоне от n_emin до n_emax на различных передачах коробки передач.

Для следующих значений на i-той передаче расчеты ведем аналогично. Результаты расчетов заносим в таблицу. Полученные значения наносим на тяговую характеристику. Определим силу сопротивления качению в зависимости от скорости движения автомобиля:

;

где f_o — коэффициент сопротивления качению при движении автомобиля с малой скоростью (при расчетах используем значение f_o = 0,012).

Силу сопротивления подъема принимаем равной нулю, так как рассматриваем движение автомобиля на дороге без уклона.

Определим силу сопротивления воздуха в зависимости от скорости движения автомобиля:

F_A =

Результаты расчетов сил сопротивления дороги (качения) и воздуха

Таблица 2.2


№ п/п	V_a, км/ч	Н	Н	Н
		161,3		161,3
		161,9	2,7	164,6
		163,6	10,7	174,3
		166,5	24,2	190,7
		170,6		213,6
		175,8	67,1	242,9
		182,2	96,7	278,9
		189,7	131,6	321,3
		198,4	171,9	370,3
		208,3	217,5	425,8
		219,3	268,5	487,8
		231,5	324,9	556,4
		244,9	386,7	631,6
		259,4	453,8	713,2
		275,1	526,3	801,4
		291,9	604,2	896,1
		309,9	687,4	997,3
		329,1		1105,1
		349,4		1219,4
		370,9	969,4	1340,3
		393,5	1074,1	1467,6
		417,3	1184,2	1601,5
		442,3	1299,6	1741,9

По рассчитанным значениям строим тяговую характеристику автомобиля.

Рис. 2.1. Тяговая характеристика автомобиля.

2.1.6 Практическое использование тяговой характеристики автомобиля

По тяговой характеристике автомобиля определяем следующие показатели:

1. Окружная сила F_кv при максимальной скорости V_max: Н.

2. Максимальная окружная сила на высшей передаче Fк5max:

F_к5max = 1006,9 Н.

3. Максимальная окружная сила F_кmax, развиваемая на ведущих колесах автомобиля: F_кmax = 4669,8 Н.

4. Минимальная устойчивая скорость движения автомобиля V_min:

V_min = 6,042 км/ч.

5. Максимальная окружная сила по сцеплению шин ведущих колес с дорогой F_?:

; Н.

На данном покрытии (асфальтобетонное шоссе) сила сцепления ведущих колес с дорогой больше максимального значения окружной силы тяги.

7. Критическая скорость движения автомобиля по условию величины окружной силы на высшей передаче V_к5: V_к5 = 119,089 км/ч.

8. Скоростной диапазон автомобиля на высшей передаче d_V5:

; .

9. Силовой диапазон автомобиля на высшей передаче dF5:

; .

3. Мощностная и топливная характеристика автомобиля

Для анализа динамических свойств автомобиля можно вместо соотношения сил использовать сопоставление тяговой мощности NT с мощностью, необходимой для преодоления сопротивления движению. Мощностной баланс автомобиля в общем виде можно представить следующей формулой

где Р_в — мощность, подводимая к ведущим колесам автомобиля, кВт;

где — мощность на выходном конце коленчатого вала двигателя, кВт;

— мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления качению колес автомобиля, кВт; определяется по формуле-18

— мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления воздуха, кВт;

Уравнение мощностного баланса, так же как и уравнение силового баланса, проще решать графически. С этой целью строим график зависимости тяговой мощности Р_в от скорости движения автомобиля, предварительно подсчитав Р_в по для всех значений скоростей автомобиля.

Значение степени использования мощности:

И =

Значение степени использования оборотов коленчатого вала двигателя:

Путевой расход топлива (в л/100км) определяем по формуле:

;

где — удельный расход топлива при максимальной мощности, выше на 5−10%, — плотность топлива.

Производим расчеты необходимых величин, результаты расчетов заносим в таблицу. По полученным значениям строим мощностную и топливную характеристики автомобилей на высшей передаче.

Таблица 3.1. Расчет мощностной и топливной характеристики автомобиля на высшей передаче


п	V₁, км/ч	кВт	кВт	кВт	И	Е	k_И	k_Е	Q_S, л/100км
	28,021	5,75 046	1,3	0,164	0,255	0,143	1,748	1,127	4,56
	35,026	7,56 542	1,6	0,321	0,254	0,179	1,752	1,102	4,7
	56,042	13,60 294	2,8	1,313	0,302	0,286	1,565	1,04	5,3
	70,052	17,97 366	3,7	2,564	0,349	0,357	1,411	1,009	5,65
	91,068	24,71 494	5,3	5,633	0,442	0,464	1,177	0,976	6,12
	105,079	29,1227	6,6	8,654	0,524	0,536	1,041	0,963	6,45
	126,094	35,27 134	8,9	14,954	0,676	0,643	0,927	0,954	7,42
	140,105	38,87 348	10,7	20,513	0,803	0,714	0,926	0,955	8,74
	154,115	41,9015	12,8	27,303	0,957	0,786	0,982	0,96	10,88

Рис. 3.1. Мощностная характеристика автомобиля на высшей передаче Рис. 3.2. Топливная характеристика автомобиля на высшей передаче

3.1 Определение эксплуатационного расхода топлива

Для определения эксплуатационного расхода топлива Q_э при движении автомобиля на высшей передаче по дороге с асфальтобетонным покрытием:

1) задаемся максимальным значением скорости движения в соответствии с Правилами дорожного движения, для легковых автомобилей, а также грузовых автомобилей полной массой не более 3,5 т на автомагистралях скорость не более км/ч;

2) определяем эксплуатационную скорость:

; км/ч;

3) по графику топливной характеристики установившегося движения для эксплуатационной скорости V_э определяем расход топлива Q_Vэ:

Q_Vэ = 5,73 л/100км;

4) вычисляем эксплуатационный расход топлива Q_э в л/100 км:

л/100 км.

4. Динамическая характеристика автомобиля

Методы силового и мощностного балансов затруднительно использовать при сравнении тягово-динамических свойств автомобилей, имеющих различные веса и грузоподъемности, т. к. при движении их в одинаковых условиях силы и мощности, необходимые для преодоления суммарного дорожного сопротивления различны. От этого недостатка свободен метод решения уравнения движения с помощью динамической характеристики. Поэтому воспользуемся методом решения уравнения движения с помощью динамической характеристики.

Графическая зависимость динамического фактора от скорости движения автомобиля при различных передачах и полной нагрузке называется динамической характеристикой.

4.1 Построение динамической характеристики

При построении динамической характеристики используем следующие допущения:

1) двигатель работает по внешней скоростной характеристике;

2) автомобиль движется по ровной горизонтальной дороге.

С целью построения динамической характеристики воспользуемся безразмерной величиной D — динамическим фактором, равным отношению свободной силы тяги (F_к — F_в) к силе тяжести автомобиля G_a:

Для расчета динамического фактора D и построения динамической характеристики используют значения F_кi и F_в в функции скорости движения автомобиля V на различных передачах.

Таким образом имеем:

Результаты расчетов заносим в таблицу. Полученные значения наносим на динамическую характеристику.

Для решения уравнения движения на динамическую характеристику наносится зависимость коэффициента сопротивления дороги? от скорости. Поскольку в нашем случае дорога без уклона? = f.

Результаты расчетов заносим в таблицу. Полученные значения наносим на динамическую характеристику.

По рассчитанным значениям строим тяговую характеристику автомобиля.

Таблица 4.1. Результаты расчетов динамического фактора D


n, об/мин	1-я передача	2-я передача	3-я передача	4-я передача	5-я передача
	V1, км/ч	D1	V2, км/ч	D2	V3, км/ч	D3	V4, км/ч	D4	V5, км/ч	D5
	6,042	0,2549	11,266	0,1365	16,189	0,0946	23,346	0,0649	28,021	0,0534
	7,552	0,2682	14,082	0,1435	20,236	0,0993	29,182	0,0677	35,026	0,0554
	12,084	0,3012	22,532	0,1607	32,378	0,1104	46,692	0,0737	56,042	0,0587
	15,105	0,3183	28,165	0,1693	40,472	0,1157	58,365	0,0757	70,052	0,0589
	19,636	0,3364	36,614	0,1781	52,614	0,1203	75,874	0,0758	91,068	0,0561
	22,657	0,3433	42,247	0,1811	60,709	0,1211	87,547	0,0738	105,079	0,0522
	33,231	2,007	61,962	1,305	89,039	0,827	128,402	0,32	154,115	0,029
	40,783	0,2997	76,045	0,151	109,276	0,0892	157,585	0,0288	189,142	0,0061
	45,314	0,266	84,494	0,1306	121,417	0,0714	175,094	0,0087	210,157	0,003

Таблица 4.2. Результаты расчетов коэффициента сопротивления дороги ?


№ п/п	V_a, км/ч
		0,012
		0,012
		0,012
		0,012
		0,013
		0,013
		0,014
		0,014
		0,015
		0,015
		0,016
		0,017
		0,018
		0,019
		0,02
		0,022
		0,023
		0,024
		0,026
		0,028
		0,029
		0,031
		0,033

4.2 Практическое использование динамической характеристики автомобиля

двигатель автомобиль коробка топливный По динамической характеристике автомобиля определяем следующие показатели:

1. Динамический фактор при максимальной скорости движения автомобиля D_v: .

2. Максимальный динамический фактор на высшей передаче D_5max:

D_5max = 0,0591.

3. Максимальный динамический фактор автомобиля D_max: D_max = 0,347.

4. Максимальное дорожное сопротивление, преодолеваемое автомобилем на высшей и низшей передачах: , .

5. Максимальный подъем, преодолеваемый автомобилем на высшей и низшей передачах :

; ;

; .

6. Минимальная устойчивая скорость движения автомобиля V_min:

V_min = 6,042 км/ч.

Рис. 4.1. Динамическая характеристика автомобиля

7. Динамический фактор по сцеплению шин с поверхностью дорожного покрытия D_?:

; .

8. Критическая скорость движения автомобиля на высшей передаче по условию величины динамического фактора V_к5: V_к5 = 63,047 км/ч.

9. Скоростной диапазон автомобиля на высшей передаче dV₅ :

; .

10. Силовой диапазон автомобиля на высшей передаче dD₅:

; .

4.3 Ускорение автомобиля при разгоне

Ускорение рассчитывают применительно к горизонтальной дороге с твердым покрытием при условии максимального использования мощности двигателя и отсутствии буксования ведущих колес.

4.3.1 Построение графика ускорения автомобиля при разгоне

Величину ускорения находим из уравнения, связывающего динамический фактор с условиями движения автомобиля:

;

где — коэффициент учета вращающихся масс;

;

для одиночных автомобилей при их номинальной нагрузке можно считать; .

Таким образом, имеем:

;

Результаты расчетов заносим в таблицу. Полученные значения наносим на график ускорений автомобиля.

По рассчитанным значениям строим график ускорений автомобиля.

Таблица 4.3. Результаты расчетов ускорения автомобиля а


n, об/мин	1-я передача	2-я передача	3-я передача	4-я передача	5-я передача
	V1, км/ч	ax1,	V2, км/ч	ax2,	V3, км/ч	ax3,	V4, км/ч	ax4,	V5, км/ч	ax5,
	6,042	1,509	11,266	1,016	16,189	0,72	23,346	0,476	28,021	0,375
	7,552	1,592	14,082	1,073	20,236	0,76	29,182	0,5	35,026	0,391
	12,084	1,796	22,532	1,212	32,378	0,855	46,692	0,549	56,042	0,414
	15,105	1,902	28,165	1,281	40,472	0,899	58,365	0,563	70,052	0,409
	19,636	2,014	36,614	1,351	52,614	0,935	75,874	0,554	91,068	0,37
	22,657	2,057	42,247	1,374	60,709	0,938	87,547	0,529	105,08	0,323
	33,231	2,007	61,962	1,305	89,039	0,827	128,402	0,32	154,115	0,229
	40,783	1,783	76,045	1,114	109,276	0,629	157,585	0,055	189,142	0,131
	45,314	1,573	84,494	0,943	121,417	0,463	175,094	0,015	210,157	0,057

Рис. 4.2. График ускорений автомобиля

4.3.2 Практическое использование графика ускорений автомобиля

По графику ускорений автомобиля определяем следующие показатели:

1. Максимальное ускорение а_хmax: а_хmax = 2,074 м/с².

2. Скорость автомобиля при максимальном ускорении V_axmax:

V_axmax = 25,678 км/ч.

3. Максимальное ускорение на высшей передаче a_x5max:

a_x5max = 0,415 м/с².

4. Скорость автомобиля на высшей передаче при максимальном ускорении V_ax5max: V_ax5max = 60 км/ч.

4.3.3 Определение времени разгона

Трогание автомобиля с места начинают на передаче, обеспечивающей максимальное ускорение. Для определения наиболее интенсивного разгона в расчет вводят максимально возможное ускорение при данной скорости движения автомобиля.

Для первой передачи расчет ведется в диапазоне от V_mink до V_maxk.

Для определения времени разгона разбиваем кривую ускорения на каждой передаче на интервалы. Определим изменение скорости на этих промежутках:

Среднее ускорение для i-того интервала составит:

Время движения автомобиля? t_i в секундах, за которое его скорость вырастает на величину? V_i, определяется по закону равноускоренного движения:

Общее время разгона автомобиля на k-ой передаче от скорости V_mink до V_maxk, при которой начинается переключение на (k + 1)-ую передачу, находят суммированием времен разгона в интервалах:

Принимаем время переключения передачи с.

Падение скорости автомобиля при переключении передачи рассчитываем по формуле:

Для следующей передачи расчет ведется в диапазоне от V_mink+1 = V_maxk — V_П до V_maxk+1.

Производим расчеты. Рассчитанные значения заносим в таблицы 4.4 для 1-й передачи, 4.5. для 2-й передачи, 4.6. для 3-й передачи, 4.7 для 4-й передачи. Для 5-й передачи расчет не проводится.

4.3.4 Определение пути разгона

Средняя скорость в интервале от до составляет:

При равноускоренном движении в интервале от до путь проходимый автомобилем составляет:

Путь разгона автомобиля от минимальной скорости до максимальной на данной передаче определяем суммированием:

Определим путь проходимый автомобилем за время переключения передачи:

Для построения графика разгона автомобиля время и путь разгона на последующей передаче прибавляется к соответствующим значениям на предыдущей передаче.

Производим построение скоростных характеристик времени и пути разгона автомобиля.

Таблица 4.4. Расчет характеристик времени и пути разгона автомобиля на 1-й передаче


№ п/п	Vi1, км/ч	Vi1, м/с	?Vi1, м/с	ai1, м/с2	aiср1, м/с2	?ti1, c	ti1, c	tП1, c	Vmax1 — VП1, км/ч	Viср1, м/с	?Si1, м	Si1, м	SП1, м
	4,531	1,259		1,421					44,882				12,5272
	6,042	1,678	0,419	1,509	1,465	0,28 601	0,28 601			1,4685	0,42	0,42
	7,552	2,098	0,42	1,592	1,551	0,27 079	0,5568			1,888	0,511	0,931
	9,063	2,518	0,42	1,665	1,629	0,25 783	0,81 463			2,308	0,595	1,526
	10,573	2,937	0,419	1,736	1,701	0,24 633	1,6 096			2,7275	0,672	2,198
	12,084	3,357	0,42	1,796	1,766	0,23 783	1,29 879			3,147	0,748	2,946
	13,594	3,776	0,419	1,853	1,825	0,22 959	1,52 838			3,5665	0,819	3,765
	15,105	4,196	0,42	1,902	1,878	0,22 364	1,75 202			3,986	0,891	4,656
	16,615	4,615	0,419	1,946	1,924	0,21 778	1,9698			4,4055	0,959	5,615
	18,126	5,035	0,42	1,983	1,965	0,21 374	2,18 354			4,825	1,031	6,646
	19,636	5,454	0,419	2,014	1,999	0,2096	2,39 314			5,2445	1,099	7,745
	21,147	5,874	0,42	2,038	2,026	0,20 731	2,60 045			5,664	1,174	8,919
	22,657	6,294	0,42	2,057	2,048	0,20 508	2,80 553			6,084	1,248	10,167
	24,168	6,713	0,419	2,069	2,063	0,2031	3,863			6,5035	1,321	11,488
	25,678	7,133	0,42	2,074	2,072	0,2027	3,21 133			6,923	1,403	12,891
	27,189	7,553	0,42	2,073	2,074	0,20 251	3,41 384			7,343	1,487	14,378
	28,699	7,972	0,419	2,066	2,07	0,20 242	3,61 626			7,7625	1,571	15,949
	30,21	8,392	0,42	2,053	2,06	0,20 388	3,82 014			8,182	1,668	17,617
	31,72	8,811	0,419	2,033	2,043	0,20 509	4,2 523			8,6015	1,764	19,381
	33,231	9,231	0,42	2,007	2,02	0,20 792	4,23 315			9,021	1,876	21,257
	34,741	9,65	0,419	1,975	1,991	0,21 045	4,4436			9,4405	1,987	23,244
	36,252	10,07	0,42	1,937	1,956	0,21 472	4,65 832			9,86	2,117	25,361
	37,762	10,489	0,419	1,892	1,915	0,2188	4,87 712			10,2795	2,249	27,61
	39,273	10,909	0,42	1,84	1,866	0,22 508	5,1022			10,699	2,408	30,018
	40,783	11,329	0,42	1,783	1,812	0,23 179	5,33 399			11,119	2,577	32,595
	42,294	11,748	0,419	1,719	1,751	0,23 929	5,57 328			11,5385	2,761	35,356
	43,804	12,168	0,42	1,649	1,684	0,24 941	5,82 269			11,958	2,982	38,338
	45,314	12,587	0,419	1,573	1,611	0,26 009	6,8 278			12,3775	3,219	41,557

Таблица 4.5. Расчет характеристик времени и пути разгона автомобиля на 2-й передаче


№ п/п	Vi2, км/ч	Vi2, м/с	?Vi2, м/с	ai2, м/с2	aiср2, м/с2	?ti2, c	ti2, c	tП2, c	Vmax2 — VП2, км/ч	Viср2, м/с	?Si2, м	Si2, м	SП2, м
	44,882	12,467		1,374			7,8 278		83,988			54,084	23,4003
	45,064	12,518	0,05	1,378	1,376	0,3 634	7,11 912			12,4925	0,454	54,538
	47,88	13,3	0,78	1,378	1,378	0,56 604	7,68 516			12,909	7,307	61,845
	50,696	14,082	0,78	1,372	1,375	0,56 727	8,25 243			13,691	7,766	69,611
	53,513	14,865	0,78	1,362	1,367	0,57 059	8,82 302			14,4735	8,258	77,869
	56,329	15,647	0,78	1,348	1,355	0,57 565	9,39 867			15,256	8,782	86,651
	59,146	16,429	0,78	1,329	1,339	0,58 252	9,98 119			16,038	9,342	95,993
	61,962	17,212	0,78	1,305	1,317	0,59 226	10,57 345			16,8205	9,962	105,955
	64,779	17,994	0,78	1,276	1,291	0,60 418	11,17 763			17,603	10,635	116,590
	67,595	18,776	0,78	1,242	1,259	0,61 954	11,79 717			18,385	11,39	127,980
	70,412	19,559	0,78	1,204	1,223	0,63 778	12,43 495			19,1675	12,225	140,205
	73,228	20,341	0,78	1,161	1,183	0,65 934	13,9 429			19,95	13,154	153,359
	76,045	21,124	0,78	1,114	1,138	0,68 541	13,7797			20,7325	14,21	167,569
	78,861	21,906	0,78	1,061	1,088	0,71 691	14,49 661			21,515	15,424	182,993
	81,678	22,688	0,78	1,005	1,033	0,75 508	15,25 169			22,297	16,836	199,829
	84,494	23,471	0,78	0,943	0,974	0,80 082	16,5 251			23,0795	18,483	218,312

Таблица 4.6. Расчет характеристик времени и пути разгона автомобиля на 3-й передаче


№ п/п	Vi3, км/ч	Vi3, м/с	?Vi3, м/с	ai3, м/с2	aiср3, м/с2	?ti3, c	ti3, c	tП3, c	Vmax3 — VП3, км/ч	Viср3, м/с	?Si3, м	Si3, м	SП3, м
	83,988	23,33		0,879			17,5 251		120,8			241,713	33,6413
	84,992	23,609	0,28	0,855	0,867	0,32 295	17,37 546			23,4695	7,579	249,292
	89,039	24,733	1,12	0,827	0,841	1,33 175	18,70 721			24,171	32,19	281,482
	93,087	25,858	1,13	0,796	0,812	1,39 163	20,9 884			25,2955	35,202	316,684
	97,134	26,982	1,12	0,76	0,778	1,43 959	21,53 843			26,42	38,034	354,718
	101,181	28,106	1,12	0,721	0,741	1,51 147	23,0499			27,544	41,632	396,350
	105,228	29,23	1,12	0,677	0,699	1,60 229	24,65 219			28,668	45,934	442,284
	109,276	30,354	1,12	0,629	0,653	1,71 516	26,36 735			29,792	51,098	493,382
	113,323	31,479	1,13	0,577	0,603	1,87 396	28,24 131			30,9165	57,936	551,318
	117,37	32,603	1,12	0,522	0,55	2,3 636	30,27 767			32,041	65,247	616,565
	121,417	33,727	1,12	0,463	0,493	2,27 181	32,54 948			33,165	75,345	691,910

Таблица 4.7. Расчет характеристик времени и пути разгона автомобиля на 4-й передаче


№ п/п	Vi4, км/ч	Vi4, м/с	?Vi4, м/с	ai4, м/с2	aiср4, м/с2	?ti4, c	ti4, c	tП4, c	Vmax4 — VП4, км/ч	Viср4, м/с	?Si4, м	Si4, м	SП4, м
	120,801	33,556		0,399			33,54 948					725,551
	122,566	34,046	0,49	0,361	0,38	1,28 947	34,83 895			33,801	43,585	769,136
	128,402	35,667	1,62	0,32	0,341	4,75 073	39,58 968			34,8565	165,594	934,730
	134,239	37,289	1,62	0,274	0,297	5,45 455	45,4 423			36,478	198,971	1133,701
	140,075	38,91	1,62	0,225	0,25	6,48	51,52 423			38,0995	246,885	1380,586
	146,318	41,72	1,62	0,175	0,205	9,887	57,8851			38,655	345,853	1890,659

Таблица 4.8. Расчет характеристик времени и пути разгона автомобиля на 5-й передаче


№ п/п	Vi4, км/ч	Vi4, м/с	?Vi4, м/с	ai4, м/с2	aiср4, м/с2	?ti4, c	ti4, c	tП4, c	Vmax4 — VП4, км/ч	Viср4, м/с	?Si4, м	Si4, м	SП4, м
	145,912	40,531		0,173			59,66 493					1703,939
	151,748	42,152	1,62	0,115	0,144	11,25	70,91 493			41,3415	465,092	2169,031
	157,585	43,774	1,62	0,055	0,085	19,5 882	89,97 375			42,963	818,824	2987,855
	163,421	45,395	1,62	— 0,009	0,023	70,43 478	160,40 853			44,5845	3140,299	6128,154

Рис. 4.3. Скоростная характеристика времени разгона автомобиля Рис. 4.4. Скоростная характеристика пути разгона автомобиля

4.3.5 Практическое использование характеристик времени и пути разгона автомобиля

По скоростной характеристике разгона определяются следующие оценочные измерители тягово-скоростных свойств автомобиля:

1) условная максимальная скорость V_ymax в км/ч.

Данная скорость определяется как средняя скорость прохождения автомобилем последних 400 м двухкилометрового участка:

;

где t₂₀₀₀ и t₁₆₀₀ — время разгона автомобиля на участках протяженностью соответственно 2000 м и 1600 м;

км/ч;

2) время разгона автомобиля t₄₀₀ и t₁₀₀₀ на участках протяженностью 400 м и 1000 м.

По характеристикам времени и пути разгона автомобиля t₄₀₀ = 23 с;

t₁₀₀₀ = 42 с;

3) время разгона t_з до заданной скорости V_з.

Для автотранспортных средств полной массой менее 3,5 т V_з = 100 км/ч.

По характеристикам времени и пути разгона автомобиля t_з = 22,4 с.

5. Итоговые таблицы

Таблица 5.1 Данные, определенные по тяговой характеристике


Параметр	V_max	F_kv	F_{kmax, k}	F_kmax	V_min	F_?	V_{кр, k}	d_Vn	d_Fn
Размерность	км/ч	Н	Н	Н	км/ч	Н	км/ч	;	;
Значение	6,042	964,6	1006,9	4669,8	6,042		119,089	1,31	1,044

Таблица 5.2 Данные, определенные по динамической характеристике


Параметр	V_max	D_v	D_nmax	D_max	i_nmax	V_min	D_?	V_крk	d_Vn	d_Dn
Размерность	км/ч	;	;	;	;	км/ч	;	км/ч	;	;
Значение		0,024	0,0591	0,347	0,335	6,042	0,396	63,047	2,474	2,463

Таблица 5.3 Данные, определенные по характеристике ускорений автомобиля


Параметр	a_Xmax	V_axmax	a_Xmax.k	V_{axmax, k}	V_max
Размерность	м/с²	км/ч	м/с²	км/ч	км/ч
Значение	2,074	25,678	0,415

Таблица 5.4 Данные, определенные по характеристикам времени и пути разгона автомобиля


Параметр	V_ymax	t₄₀₀	t₁₀₀₀	V₃	t₃
Размерность	км/ч	с	с	км/ч	с
Значение					22,4

Таблица 5.5 Данные, определенные по топливной характеристике установившегося движения автомобиля


Параметр	V_Qk	Q_k	V_э	Q_э
Размерность	км/ч	л/100км	км/ч	л/100км
Значение		5,73	73,3	6,3…6,6

Показать весь текст

Заполнить форму текущей работой