Тяговый расчет служит для определения основных параметров двигателя и трансмиссии автомобиля, обеспечивающих ему требуемые тягово-скоростные свойства в заданных условиях движения. Тяговый расчет выполняют при проектировании новой и модернизации выпускаемой модели автомобиля.
1.2 Исходные данные для выполнения расчета
Таблица 1.1. Исходные данные для тягового расчета
Тип автомобиля: |
Легковой |
|
Колесная формула, компоновка: |
4х2.2, Заднеприводная |
|
Снаряженная масса, кг: |
||
Тип двигателя: |
Бензиновый |
|
Тип трансмиссии: |
Механическая |
|
Количество передач: |
||
Пассажировместимость, человек: |
||
Максимальная скорость, км/ч |
||
1.2.1 Коэффициент сопротивления дороги
Величину коэффициента сопротивления дороги при максимальной скорости принимаем равной .
1.2.2 Максимальный коэффициент сопротивления дороги
Максимальный коэффициент сопротивления дороги, преодолеваемый легковыми автомобилями на низшей передаче трансмиссии, принимают равным 0,3…0,5. Для расчета принимаем .
1.2.3 Фактор обтекаемости
Аэродинамические свойства автомобиля зависят от фактора обтекаемости:
- где — коэффициент лобового сопротивления;
- плотность воздуха;
- площадь миделева сечения.
1.2.4 Распределение массы автомобиля по осям
У грузовых автомобилей распределение массы по осям зависит от компоновочной схемы. Для расчета принимаем в снаряженном состоянии:,; при полной массе, .
1.2.5 КПД трансмиссии
КПД трансмиссии зависит от ее конструкции и для грузовых автомобилей составляет 0,88…0,9. В расчетах принимаем .
1.3 Выполнение тягового расчета
1.3.1 Определение полной массы автомобиля
Полная масса грузового автомобиля определяется по формуле:
- где — масса автомобиля в снаряженном состоянии;
- расчетная масса водителя и пассажиров;
- масса багажа на одного человека;
- число мест;
- номинальная грузоподъемность;
1.3.2 Подбор шин
Максимальная и минимальная нагрузки на шину определяются по формулам:
- где — часть полной массы автомобиля, приходящейся на наиболее нагруженную переднюю (1) или заднюю (2) ось, кг;
- часть массы автомобиля в снаряженном состоянии, приходящейся на наименее нагруженную переднюю (1) или заднюю (2) ось, кг;
- число шин на колесах наиболее нагруженной оси;
- число шин на колесах наименее нагруженной оси;
- ускорение свободного падения, .
Для расчётов принимаем шины размерностью 185/175R16.Ее статический радиус r ст =0,2195 м.
1.3.3 Определение максимальной мощности двигателя
Для автотранспортных средств всех типов требуемую максимальную мощность двигателя выбирают из условия обеспечения заданной максимальной скорости .
При движении с максимальной скоростью ускорение автомобиля и мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления разгону:
Принимая, запишем уравнение мощностного баланса при движении автомобиля с максимальной скоростью:
- где — мощность двигателя, необходимая для движения автомобиля с максимальной скоростью, кВт;
- мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления дороги, кВт;
- мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления воздуха, кВт;
- КПД трансмиссии;
- коэффициент сопротивления дороги при максимальной скорости движения;
- полная масса автомобиля, кг;
- ускорение свободного падения, ;
- фактор обтекаемости, ;
- максимальная скорость движения автомобиля, .
Необходим двигатель, мощность которого на 5% превышает расчётную мощность, что составляет 81,6*1,05=85,68 кВт. В таблице 1.2. приведены параметры выбранного прототипа двигателя.
Таблица 1.2. Параметры двигателя
Двигатель |
ЗМЗ-4052 |
|
Мощность, кВт (л.с.) |
91 (123,8) |
|
Частота вращения при максимальной мощности, рад/с (об/мин) |
546 (5200) |
|
Максимальный крутящий момент, Нм |
||
Частота вращения при максимальном моменте, рад/с (об/мин) |
473 (4500) |
|
1.3.4 Определение передаточных чисел агрегатов трансмиссии
Проводится проверочный расчет выбранных передаточных чисел трансмиссии.
Таблица 1.3. Параметры КПП автомобиля ГАЗ 3302
Передаточные числа коробки передач |
|||||
i 1 |
i 2 |
i 3 |
i 4 |
i 5 |
|
4,05 |
2,34 |
1,39 |
1,084 |
0,86 |
|
Передаточное число главной передачи i ГП = 3,9
Определение максимального и минимального передаточных чисел трансмиссии Максимальное передаточное число трансмиссии определяют по формуле:
Проверяем полученное значение максимального передаточного числа трансмиссии по условию отсутствия буксования ведущих колес (по сцеплению ведущих колес с дорогой) Условием отсутствия буксования ведущих колес служит неравенство .
m сц =mR 2 *ma 2 =1,3*2450=3185 кг;
Минимальное передаточное число трансмиссии определяется по формуле:
; ,
откуда
где — угловая скорость вращения вала двигателя при максимальной скорости движения;
- радиус качения колес;
- максимальная скорость автомобиля.
где — угловая скорость вращения вала двигателя при максимальной мощности;
Определение диапазона передаточных чисел трансмиссии
Диапазон передаточных чисел трансмиссии равен отношению максимального передаточного числа трансмиссии к минимальному передаточному числу трансмиссии
1.4 Тягово-динамические характеристики автомобиля
1.4.1 Тяговый баланс, динамический фактор, мощностной баланс и ускорение при разгоне автомобиля
Проведем необходимые расчеты для построения графиков тягового баланса, динамической характеристики, ускорений при разгоне и мощностного баланса автомобиля.
Расчётные формулы:
Пересчёт угловой скорости вращения коленчатого вала двигателя в скорость автомобиля:
- где — передаточное число i-й ступени КПП;
- передаточное число главной передачи.
Сила сопротивления качению:
где f o — коэффициент сопротивления качения при малых скоростях.
Сила сопротивления воздуха:
Сила сопротивления движению:
где К с =0,95 — коэффициент подкапотных потерь (https:// , 5).
Сила тяги на колёсах:
Динамический фактор:
Ускорение при разгоне:
где f — коэффициент сопротивления качению; f=f0 (1+0,0003*Va ) при Va >15 м/с; f=f0 при Va <15 м/с; g=9.81 м/с — ускорение свободного падения;
- коэффициент учёта вращающихся масс
где I е — момент инерции вращающихся частей двигателя;
I к — момент инерции i-ro колеса.
Мощность на колёсах:
Мощность сопротивления воздуха:
Мощность сопротивления качению:
Полученные данные заносим в табл. 1.4. — 1.8.
Таблица 1.4. Тяговая сила на колесах
n, мин |
V1, м/с |
Fk1, Н |
V2, м/с |
Fk2, Н |
V3, м/с |
Fk3, Н |
V4, м/с |
Fk4, Н |
Va5, м/с |
Fk5, Н |
|
1,595 |
2,76 |
4,65 |
2743,72 |
5,96 |
2139,71 |
7,51 |
1697,55 |
||||
1,914 |
3,31 |
5,58 |
2796,42 |
7,15 |
2180,80 |
9,01 |
1730,16 |
||||
2,233 |
3,86 |
6,51 |
2842,09 |
8,34 |
2216,42 |
10,51 |
1758,41 |
||||
2,552 |
4,42 |
7,43 |
2880,73 |
9,53 |
2246,55 |
12,02 |
1782,32 |
||||
2,871 |
4,97 |
8,36 |
2912,35 |
10,73 |
2271,21 |
13,52 |
1801,88 |
||||
3,190 |
5,52 |
9,29 |
2936,94 |
11,92 |
2290,39 |
15,02 |
1817,10 |
||||
3,509 |
6,07 |
10,22 |
2954,50 |
13,11 |
2304,09 |
16,52 |
1827,97 |
||||
3,827 |
6,62 |
11,15 |
2965,04 |
14,30 |
2312,31 |
18,02 |
1834,49 |
||||
4,146 |
7,18 |
12,08 |
2968,56 |
15,49 |
2315,05 |
19,53 |
1836,66 |
||||
4,465 |
7,73 |
13,01 |
2965,04 |
16,68 |
2312,31 |
21,03 |
1834,49 |
||||
4,784 |
8,28 |
13,94 |
2954,50 |
17,88 |
2304,09 |
22,53 |
1827,97 |
||||
5,103 |
8,83 |
14,87 |
2936,94 |
19,07 |
2290,39 |
24,03 |
1817,10 |
||||
5,422 |
9,38 |
15,80 |
2912,35 |
20,26 |
2271,21 |
25,53 |
1801,88 |
||||
5,741 |
9,94 |
16,73 |
2880,73 |
21,45 |
2246,55 |
27,04 |
1782,32 |
||||
6,060 |
10,49 |
17,66 |
2842,09 |
22,64 |
2216,42 |
28,54 |
1758,41 |
||||
6,379 |
11,04 |
18,59 |
2796,42 |
23,83 |
2180,80 |
30,04 |
1730,16 |
||||
6,698 |
11,59 |
19,52 |
2743,72 |
25,03 |
2139,71 |
31,54 |
1697,55 |
||||
7,017 |
12,14 |
20,45 |
2684,00 |
26,22 |
2093,13 |
33,05 |
1660,60 |
||||
7,336 |
12,70 |
21,37 |
2617,25 |
27,41 |
2041,08 |
34,55 |
1619,30 |
||||
7,655 |
13,25 |
22,30 |
2543,47 |
28,60 |
1983,54 |
36,05 |
1573,66 |
||||
7,974 |
13,80 |
23,23 |
2462,67 |
29,79 |
1920,53 |
37,55 |
1523,67 |
||||
8,293 |
14,35 |
24,16 |
2374,85 |
30,98 |
1852,04 |
39,05 |
1469,33 |
||||
8,612 |
14,91 |
25,09 |
2279,99 |
32,18 |
1778,07 |
40,56 |
1410,64 |
||||
8,931 |
15,46 |
26,02 |
2178,11 |
33,37 |
1698,61 |
42,06 |
1347,61 |
||||
9,250 |
16,01 |
26,95 |
2069,21 |
34,56 |
1613,68 |
43,56 |
1280,23 |
||||
9,569 |
16,56 |
27,88 |
1953,28 |
35,75 |
1523,27 |
45,06 |
1208,50 |
||||
Таблица 1.5. Силы сопротивления
n, мин |
Ff1,Н |
Ff2,Н |
Ff3,Н |
Ff4,Н |
Ff5,Н |
Fw1,H |
Fw2,H |
Fw3,H |
Fw4,H |
Fw5,H |
|
515,27 |
515,45 |
514,31 |
514,10 |
513,86 |
3,052 |
9,14 |
25,91 |
42,60 |
67,69 |
||
515,32 |
515,54 |
514,16 |
513,92 |
513,63 |
4,395 |
13,17 |
37,31 |
61,35 |
97,47 |
||
515,37 |
515,62 |
514,02 |
513,74 |
513,40 |
5,982 |
17,92 |
50,78 |
83,50 |
132,66 |
||
515,42 |
515,71 |
513,88 |
513,55 |
513,17 |
7,813 |
23,40 |
66,33 |
109,06 |
173,27 |
||
515,47 |
515,79 |
513,73 |
513,37 |
512,94 |
9,888 |
29,62 |
83,95 |
138,03 |
219,30 |
||
515,52 |
515,88 |
513,59 |
513,18 |
512,70 |
12,208 |
36,57 |
103,64 |
170,41 |
270,74 |
||
515,57 |
515,96 |
513,45 |
513,00 |
512,47 |
14,772 |
44,25 |
125,40 |
206,19 |
327,60 |
||
515,62 |
516,05 |
513,30 |
512,82 |
512,24 |
17,579 |
52,66 |
149,24 |
245,39 |
389,87 |
||
515,67 |
516,13 |
513,16 |
512,63 |
512,01 |
20,631 |
61,80 |
175,15 |
287,99 |
457,55 |
||
515,71 |
516,22 |
513,01 |
512,45 |
511,78 |
23,927 |
71,68 |
203,13 |
334,00 |
530,65 |
||
515,76 |
516,30 |
512,87 |
512,26 |
511,54 |
27,468 |
82,28 |
233,19 |
383,42 |
609,17 |
||
515,81 |
516,39 |
512,73 |
512,08 |
511,31 |
31,252 |
93,62 |
265,31 |
436,25 |
693,10 |
||
515,86 |
516,47 |
512,58 |
511,89 |
511,08 |
35,281 |
105,69 |
299,52 |
492,48 |
782,44 |
||
515,91 |
516,56 |
512,44 |
511,71 |
510,85 |
39,554 |
118,49 |
335,79 |
552,13 |
877,20 |
||
515,96 |
516,65 |
512,30 |
511,53 |
510,62 |
44,071 |
132,02 |
374,14 |
615,18 |
977,38 |
||
516,01 |
516,73 |
512,15 |
511,34 |
510,38 |
48,832 |
146,28 |
414,55 |
681,64 |
1082,96 |
||
516,06 |
516,82 |
512,01 |
511,16 |
510,15 |
53,837 |
161,27 |
457,05 |
751,50 |
1193,97 |
||
516,11 |
516,90 |
511,87 |
510,97 |
509,92 |
59,086 |
177,00 |
501,61 |
824,78 |
1310,39 |
||
516,16 |
516,99 |
511,72 |
510,79 |
509,69 |
64,580 |
193,45 |
548,25 |
901,46 |
1432,22 |
||
516,21 |
517,07 |
511,58 |
510,61 |
509,46 |
70,318 |
210,64 |
596,96 |
981,56 |
1559,47 |
||
516,26 |
517,16 |
511,44 |
510,42 |
509,22 |
76,299 |
228,56 |
647,74 |
1065,06 |
1692,13 |
||
516,31 |
517,24 |
511,29 |
510,24 |
508,99 |
82,525 |
247,21 |
700,60 |
1151,96 |
1830,21 |
||
516,36 |
517,33 |
511,15 |
510,05 |
508,76 |
88,996 |
266,59 |
755,53 |
1242,28 |
1973,70 |
||
516,40 |
517,41 |
511,00 |
509,87 |
508,53 |
95,710 |
286,71 |
812,53 |
1336,01 |
2122,61 |
||
516,45 |
517,50 |
510,86 |
509,69 |
508,29 |
102,668 |
307,55 |
871,60 |
1433,14 |
2276,93 |
||
516,50 |
517,58 |
510,72 |
509,50 |
508,06 |
109,871 |
329,13 |
932,75 |
1533,68 |
2436,67 |
||
Таблица 1.6. Мощности сил сопротивления
n, мин |
Pf1,кВт |
Pf2,кВт |
Pf3,кВт |
Pf4,кВт |
Pf5,кВт |
Pw1,кВт |
Pw2, кВт |
Pw3,кВт |
Pw4,кВт |
Pw5,кВт |
|
0,825 396 |
1,433 239 |
2,428 275 |
3,124 433 |
3,95 498 |
0,4 869 |
0,25 229 |
0,120 654 |
0,25 405 |
0,508 278 |
||
0,991 418 |
1,721 661 |
2,921 948 |
3,761 417 |
4,765 805 |
0,8 414 |
0,43 518 |
0,208 489 |
0,438 631 |
0,877 719 |
||
1,157 755 |
2,11 017 |
3,418 293 |
4,402 777 |
5,583 582 |
0,13 361 |
0,69 015 |
0,331 073 |
0,696 112 |
1,393 123 |
||
1,324 406 |
2,306 596 |
3,911 931 |
5,48 513 |
6,413 834 |
0,19 945 |
0,103 621 |
0,492 207 |
1,38 628 |
2,83 985 |
||
1,491 372 |
2,597 839 |
4,413 594 |
5,704 107 |
7,245 563 |
0,28 398 |
0,147 316 |
0,701 132 |
1,482 451 |
2,965 591 |
||
1,658 653 |
2,890 017 |
4,917 929 |
6,358 632 |
8,84 245 |
0,38 954 |
0,201 836 |
0,962 118 |
2,32 404 |
4,66 222 |
||
1,826 247 |
3,18 313 |
5,424 936 |
7,17 533 |
8,92 988 |
0,51 848 |
0,268 378 |
1,280 955 |
2,703 892 |
5,410 176 |
||
1,99 363 |
3,477 177 |
5,934 616 |
7,68 081 |
9,782 468 |
0,6 726 |
0,348 141 |
1,663 435 |
3,509 048 |
7,21 754 |
||
2,161 852 |
3,777 532 |
6,446 969 |
8,348 463 |
10,64 776 |
0,8 552 |
0,444 175 |
2,115 349 |
4,460 007 |
8,93 898 |
||
2,33 039 |
4,73 466 |
6,961 995 |
9,20 491 |
11,5143 |
0,106 818 |
0,554 268 |
2,642 489 |
5,5689 |
11,1609 |
||
2,499 241 |
4,370 335 |
7,479 693 |
9,702 599 |
12,38 779 |
0,131 388 |
0,681 196 |
3,250 645 |
6,859 363 |
13,7235 |
||
2,668 407 |
4,668 139 |
8,64 |
10,38 342 |
13,26 824 |
0,159 462 |
0,826 158 |
3,94 561 |
8,322 108 |
16,65 109 |
||
2,837 888 |
4,966 877 |
8,523 108 |
11,6 861 |
14,15 564 |
0,191 276 |
0,990 352 |
4,733 174 |
9,979 288 |
19,96 796 |
||
3,7 683 |
5,272 007 |
9,48 824 |
11,75 818 |
15,5 598 |
0,227 062 |
1,178 529 |
5,61 913 |
11,84 304 |
23,72 473 |
||
3,177 792 |
5,572 632 |
9,577 213 |
12,45 212 |
15,95 733 |
0,267 054 |
1,385 185 |
6,609 268 |
13,92 549 |
27,89 608 |
||
3,348 216 |
5,874 192 |
10,10 827 |
13,15 045 |
16,86 563 |
0,311 486 |
1,614 687 |
7,709 379 |
16,23 878 |
32,52 977 |
||
3,518 954 |
6,176 687 |
10,64 201 |
13,85 907 |
17,78 089 |
0,360 592 |
1,868 235 |
8,925 256 |
18,81 758 |
37,65 012 |
||
3,690 007 |
6,480 116 |
11,17 842 |
14,56 618 |
18,70 927 |
0,414 606 |
2,147 026 |
10,26 269 |
21,63 114 |
43,32 072 |
||
3,861 375 |
6,790 023 |
11,71 168 |
15,27 766 |
19,63 847 |
0,473 761 |
2,45 806 |
11,71 102 |
24,71 203 |
49,49 091 |
||
4,33 056 |
7,95 338 |
12,25 341 |
15,99 352 |
20,57 463 |
0,538 291 |
2,791 444 |
13,30 748 |
28,7 239 |
56,2208 |
||
4,205 052 |
7,401 589 |
12,7978 |
16,71 376 |
21,51 775 |
0,608 429 |
3,153 686 |
15,4 281 |
31,72 435 |
63,53 471 |
||
4,377 363 |
7,708 774 |
13,34 487 |
17,43 838 |
22,46 781 |
0,68 441 |
3,545 985 |
16,92 279 |
35,68 005 |
71,45 693 |
||
4,549 988 |
8,22 505 |
13,89 461 |
18,17 351 |
23,43 124 |
0,766 467 |
3,977 537 |
18,95 323 |
39,98 889 |
80,7 097 |
||
4,722 928 |
8,331 577 |
14,44 703 |
18,90 691 |
24,39 526 |
0,854 833 |
4,434 143 |
21,13 991 |
44,59 127 |
89,28 717 |
||
4,896 182 |
8,641 584 |
15,212 |
19,64 469 |
25,36 623 |
0,949 744 |
4,924 422 |
23,48 862 |
49,53 389 |
99,18 474 |
||
5,6 975 |
8,952 525 |
15,55 988 |
20,38 685 |
26,34 415 |
1,51 431 |
5,44 957 |
26,516 |
54,82 888 |
109,788 |
||
Таблица 1.7. Динамический фактор
n, мин |
D1 |
f1 |
D2 |
f2 |
D3 |
f3 |
D4 |
f4 |
D5 |
f5 |
|
0,23 |
0,15 072 |
0,134 |
0,15 124 |
0,079 |
0,15 209 |
0,061 |
0,15 268 |
0,047 |
0,15 338 |
||
0,24 |
0,15 086 |
0,137 |
0,15 149 |
0,080 |
0,15 251 |
0,062 |
0,15 322 |
0,048 |
0,15 405 |
||
0,24 |
0,0151 |
0,139 |
0,15 174 |
0,081 |
0,15 293 |
0,062 |
0,15 375 |
0,047 |
0,15 473 |
||
0,24 |
0,15 115 |
0,141 |
0,15 199 |
0,082 |
0,15 334 |
0,062 |
0,15 429 |
0,047 |
0,15 541 |
||
0,25 |
0,15 129 |
0,142 |
0,15 224 |
0,082 |
0,15 376 |
0,062 |
0,15 483 |
0,046 |
0,15 608 |
||
0,25 |
0,15 144 |
0,143 |
0,15 248 |
0,083 |
0,15 418 |
0,062 |
0,15 536 |
0,045 |
0,15 676 |
||
0,25 |
0,15 158 |
0,144 |
0,15 273 |
0,082 |
0,1 546 |
0,061 |
0,1 559 |
0,044 |
0,15 743 |
||
0,25 |
0,15 172 |
0,144 |
0,15 298 |
0,082 |
0,15 502 |
0,060 |
0,15 644 |
0,042 |
0,15 811 |
||
0,25 |
0,15 187 |
0,144 |
0,15 323 |
0,081 |
0,15 544 |
0,059 |
0,15 697 |
0,040 |
0,15 879 |
||
0,25 |
0,15 201 |
0,143 |
0,15 348 |
0,080 |
0,15 585 |
0,058 |
0,15 751 |
0,038 |
0,15 946 |
||
0,25 |
0,15 215 |
0,142 |
0,15 373 |
0,079 |
0,15 627 |
0,056 |
0,15 805 |
0,035 |
0,16 014 |
||
0,25 |
0,1 523 |
0,141 |
0,15 397 |
0,078 |
0,15 669 |
0,054 |
0,15 858 |
0,033 |
0,16 081 |
||
0,25 |
0,15 244 |
0,140 |
0,15 422 |
0,076 |
0,15 711 |
0,052 |
0,15 912 |
0,030 |
0,16 149 |
||
0,24 |
0,15 258 |
0,138 |
0,15 447 |
0,074 |
0,15 753 |
0,049 |
0,15 965 |
0,026 |
0,16 217 |
||
0,24 |
0,15 273 |
0,136 |
0,15 472 |
0,072 |
0,15 795 |
0,047 |
0,16 019 |
0,023 |
0,16 284 |
||
0,24 |
0,15 287 |
0,133 |
0,15 497 |
0,069 |
0,15 837 |
0,044 |
0,16 072 |
0,019 |
0,16 352 |
||
0,23 |
0,15 301 |
0,130 |
0,15 522 |
0,067 |
0,15 878 |
0,040 |
0,16 126 |
0,015 |
0,16 419 |
||
0,23 |
0,15 316 |
0,126 |
0,15 546 |
0,064 |
0,1 592 |
0,037 |
0,1 618 |
0,010 |
0,16 487 |
||
0,22 |
0,1 533 |
0,123 |
0,15 572 |
0,060 |
0,15 962 |
0,033 |
0,16 233 |
0,005 |
0,16 555 |
||
0,21 |
0,15 344 |
0,119 |
0,15 596 |
0,057 |
0,16 004 |
0,029 |
0,16 287 |
0,000 |
0,16 622 |
||
0,21 |
0,15 359 |
0,114 |
0,15 621 |
0,053 |
0,16 045 |
0,025 |
0,16 341 |
— 0,005 |
0,1 669 |
||
0,20 |
0,15 373 |
0,109 |
0,15 646 |
0,049 |
0,16 087 |
0,020 |
0,16 394 |
— 0,011 |
0,16 757 |
||
0,19 |
0,15 388 |
0,104 |
0,15 671 |
0,044 |
0,16 129 |
0,016 |
0,16 448 |
— 0,016 |
0,16 825 |
||
0,18 |
0,15 402 |
0,098 |
0,15 696 |
0,040 |
0,16 171 |
0,011 |
0,16 502 |
— 0,023 |
0,16 893 |
||
0,17 |
0,15 416 |
0,092 |
0,1 572 |
0,035 |
0,16 213 |
0,005 |
0,16 555 |
— 0,029 |
0,1 696 |
||
0,16 |
0,15 431 |
0,086 |
0,15 745 |
0,030 |
0,16 255 |
0,000 |
0,16 609 |
— 0,036 |
0,17 028 |
||
Таблица 1.8. Ускорения по передачам
n, мин |
a1,м/с |
a2,м/с |
a3,м/с |
a4,м/с |
a5,м/с |
|
1,252 |
0,922 |
0,558 |
0,412 |
0,295 |
||
1,278 |
0,941 |
0,569 |
0,418 |
0,296 |
||
1,300 |
0,957 |
0,577 |
0,421 |
0,294 |
||
1,318 |
0,971 |
0,583 |
0,423 |
0,290 |
||
1,333 |
0,981 |
0,586 |
0,421 |
0,283 |
||
1,345 |
0,989 |
0,588 |
0,418 |
0,273 |
||
1,353 |
0,994 |
0,587 |
0,412 |
0,261 |
||
1,358 |
0,996 |
0,583 |
0,404 |
0,246 |
||
1,359 |
0,995 |
0,577 |
0,394 |
0,229 |
||
1,357 |
0,992 |
0,569 |
0,381 |
0,209 |
||
1,351 |
0,985 |
0,559 |
0,366 |
0,186 |
||
1,342 |
0,976 |
0,547 |
0,349 |
0,161 |
||
1,329 |
0,964 |
0,532 |
0,329 |
0,133 |
||
1,313 |
0,949 |
0,514 |
0,307 |
0,103 |
||
1,293 |
0,932 |
0,495 |
0,283 |
0,070 |
||
1,270 |
0,911 |
0,473 |
0,256 |
0,035 |
||
1,244 |
0,888 |
0,449 |
0,227 |
— 0,003 |
||
1,213 |
0,861 |
0,423 |
0,196 |
— 0,044 |
||
1,180 |
0,832 |
0,394 |
0,163 |
— 0,087 |
||
1,143 |
0,801 |
0,363 |
0,127 |
— 0,133 |
||
1,103 |
0,766 |
0,329 |
0,089 |
— 0,181 |
||
1,059 |
0,729 |
0,294 |
0,048 |
— 0,232 |
||
1,011 |
0,688 |
0,256 |
0,005 |
— 0,285 |
||
0,961 |
0,645 |
0,216 |
— 0,040 |
— 0,341 |
||
0,906 |
0,599 |
0,173 |
— 0,087 |
— 0,400 |
||
0,848 |
0,550 |
0,128 |
— 0,137 |
— 0,461 |
||
1.4.2Определение времени и пути разгона автомобиля
Время разгона автомобиля на каждой передаче:
где V 1 — скорость в начале разгона;
V 2 — скорость в конце разгона;
а х — ускорение автомобиля.
Наиболее выгодно переключать передачи в точках пересечения графиков ускорений на разных передачах.
Представленный интеграл удобно вычислить численным методом. Для этого разобьем время разгона на каждой передаче на 12 интервалов. Обозначим:
j — номер передачи;
i — номер интервала;
V i — скорость в конце i-ro интервала;
V i -1 — скорость в начале i-ro интервала;
а х i -1 — ускорение в начале i-ro интервала;
a xi — ускорение в конце i-ro интервала.
Тогда:
- изменение времени на i -ом интервале;
- изменение скорости на i -ом интервале;
- среднее ускорение на интервале.
Кроме того, необходимо учесть время переключения передач, которое примем равным 0,5 секунде. Тогда время разгона
где n — количество передач;
m =12 — количество интервалов разбиения времени.
При переключении передачи также происходит уменьшение скорости на величину
где а зам — ускорение автомобиля при переключении передачи;
t n =0,5 сек. — время переключения передачи;
где F тр — сила трения в трансмиссии , F тр =0.
Путь разгона автомобиля на каждой передаче
где t 1 — время в начале разгона;
t 2 — время в конце разгона;
V — скорость автомобиля.
Интеграл удобно вычислить численным методом. Для этого разобьём путь разгона на каждой передаче на 12 интервалов.
Обозначим:
j — номер передачи;
i — номер интервала;
V i — скорость в конце i -ro интервала;
V i -1 — скорость в начале i -ro интервала;
S i -1 — путь в начале i -ro интервала;
Si — путь в конце i -ro интервала.
Тогда
где — изменение времени на i -ом интервале; ;
V cpi — средняя арифметическая скорость автомобиля на i -ом интервале;
Также необходимо учесть путь, пройденный автомобилем в период переключения передачи S п j . Тогда путь разгона
где .
где — средняя арифметическая скорость автомобиля в период переключения передачи.
По результатам расчетов построены графики времени и пути разгона автомобиля.
Полученные данные заносим в таблицу 1.9.
Таблица 1.9. Время и путь разгона автомобиля
V, м/с |
tp, c |
S, м |
|
0,67 |
0,535 144 |
0,179 273 |
|
1,34 |
1,70 288 |
0,717 092 |
|
2,01 |
1,597 639 |
1,600 406 |
|
2,68 |
2,109 871 |
2,801 591 |
|
3,35 |
2,610 431 |
4,310 781 |
|
4,02 |
3,105 261 |
6,13 423 |
|
4,69 |
3,599 179 |
8,285 243 |
|
5,36 |
4,96 765 |
10,78 561 |
|
6,03 |
4,606 077 |
13,68 594 |
|
6,7 |
5,13 426 |
17,4 782 |
|
7,37 |
5,687 065 |
20,93 681 |
|
8,04 |
6,282 622 |
25,52 556 |
|
7,944 |
7,282 622 |
33,51 756 |
|
8,444 |
7,787 418 |
37,65 385 |
|
8,944 |
8,294 517 |
42,6 258 |
|
9,444 |
8,804 461 |
46,751 |
|
9,944 |
9,319 659 |
51,74 533 |
|
10,444 |
9,842 398 |
57,7 414 |
|
10,944 |
10,37 347 |
62,75 337 |
|
11,444 |
10,9143 |
68,80 738 |
|
11,944 |
11,46 587 |
75,25 746 |
|
12,444 |
12,3 084 |
82,14 673 |
|
12,944 |
12,61 156 |
89,51 839 |
|
13,444 |
13,21 216 |
97,44 271 |
|
13,944 |
13,83 444 |
105,9642 |
|
13,79 |
14,83 444 |
119,8312 |
|
14,64 |
16,37 012 |
141,1284 |
|
15,49 |
17,94 274 |
164,8199 |
|
16,34 |
19,54 651 |
190,3439 |
|
17,19 |
21,20 667 |
218,1764 |
|
18,04 |
22,93 431 |
248,6089 |
|
18,89 |
24,75 444 |
282,2175 |
|
V, м/с |
tp, c |
S, м |
|
19,74 |
26,64 553 |
319,1114 |
|
20,59 |
28,65 752 |
359,2952 |
|
21,44 |
30,76 932 |
403,679 |
|
22,29 |
32,88 112 |
403,7839 |
|
23,14 |
35,41 088 |
461,2474 |
|
23,99 |
38,20 694 |
527,1364 |
|
23,72 |
39,20 694 |
550,9914 |
|
24,33 |
41,58 511 |
608,1269 |
|
24,94 |
44,18 085 |
672,0731 |
|
25,55 |
46,9599 |
742,23 |
|
26,16 |
49,9797 |
820,307 |
|
26,77 |
53,1987 |
905,4978 |
|
27,38 |
56,70 444 |
1000,416 |
|
27,99 |
60,66 548 |
1110,077 |
|
28,6 |
65,15 078 |
1236,989 |
|
29,21 |
70,29 845 |
1385,782 |
|
29,82 |
76,75 348 |
1576,302 |
|
30,43 |
85,40 596 |
1836,958 |
|
31,04 |
96,49 687 |
2177,838 |
|
30,67 |
97,49 687 |
2208,693 |
|
30,739 |
100,4969 |
2300,806 |
|
30,808 |
103,7826 |
2401,919 |
|
30,877 |
107,4142 |
2513,926 |
|
30,946 |
111,473 |
2639,39 |
|
31,015 |
116,073 |
2781,901 |
|
31,084 |
121,3807 |
2946,702 |
|
31,153 |
127,6534 |
3141,9 |
|
31,222 |
135,3201 |
3381,004 |
|
31,291 |
145,1772 |
3689,104 |
|
31,36 |
158,9772 |
4121,395 |
|
31,429 |
216,4772 |
5926,579 |
|
31,498 |
285,4772 |
8097,561 |
|
1.5 Определение показателей топливной экономичности автомобиля
Одним из показателей топливной экономичности автомобиля является контрольный расход топлива, т. е. расход, замеренный при движении полностью нагруженного автомобиля по ровной горизонтальной дороге при отсутствии ветра. Результатом расчета являются графики контрольного расхода топлива на всех передачах в зависимости от скорости движения.
Контрольный расход топлива определяется в следующем порядке:
1. Задается частота вращения коленчатого вала двигателя и определяется соответствующая ей скорость движения автомобиля
2. Определяется мощность двигателя. Определяются и Р в по формулам:
3. Определяются коэффициенты И и Е по формулам:
- степень использования мощности;
- степень использования угловой скорости коленчатого вала;
4. Определяются коэффициенты К E и КИ по формулам
К E =1,25−0,99Е + 0,98Е2 -0,24Е3
К И = 3,27−8,22И+9,13И2 -3,18И3 .
5. Определяется удельный эффективный расход топлива g e по формуле:
6. Определяем путевой расход Q s (л/100км) по формуле
где =0.765 кг/л — плотность топлива.
По результатам расчётов строятся графики контрольного расхода топлива на всех передачах в зависимости от скорости. Результаты расчетов заносим в таблицу 1.10.
Таблица 1.10. Определение расхода топлива
И |
||||||
обороты |
1 передача |
2 передача |
3 передача |
4 передача |
5 передача |
|
4,61E-05 |
7,91E-05 |
0,13 |
0,161 |
0,194 |
||
4,52E-05 |
7,71E-05 |
0,125 |
0,153 |
0,179 |
||
4,44E-05 |
7,53E-05 |
0,12 |
0,144 |
0,162 |
||
4,36E-05 |
7,37E-05 |
0,114 |
0,134 |
0,145 |
||
4,30E-05 |
7,21E-05 |
0,109 |
0,124 |
0,126 |
||
4,25E-05 |
7,06E-05 |
0,104 |
0,114 |
0,105 |
||
4,21E-05 |
6,91E-05 |
9,83E-05 |
0,102 |
8,35E-05 |
||
4,17E-05 |
6,78E-05 |
9,26E-05 |
9,04E-05 |
5,98E-05 |
||
4,15E-05 |
6,66E-05 |
8,65E-05 |
7,77E-05 |
3,41E-05 |
||
4,13E-05 |
6,54E-05 |
8,02E-05 |
6,41E-05 |
6,56E-06 |
||
4,12E-05 |
6,42E-05 |
7,36E-05 |
4,95E-05 |
— 2,32E-05 |
||
4,12E-05 |
6,30E-05 |
6,65E-05 |
3,38E-05 |
— 5,55E-05 |
||
4,12E-05 |
6,19E-05 |
5,90E-05 |
1,70E-05 |
— 9,05E-05 |
||
4,13E-05 |
6,09E-05 |
5,10E-05 |
— 1,26E-06 |
— 0,13 |
||
4,16E-05 |
5,98E-05 |
4,24E-05 |
— 2,10E-05 |
— 0,17 |
||
4,19E-05 |
5,87E-05 |
3,31E-05 |
— 4,26E-05 |
— 0,22 |
||
4,23E-05 |
5,77E-05 |
2,30E-05 |
— 6,64E-05 |
— 0,27 |
||
4,28E-05 |
5,66E-05 |
1,20E-05 |
— 9,23E-05 |
— 0,32 |
||
4,34E-05 |
5,55E-05 |
8,48E-09 |
— 0,12 |
— 0,38 |
||
4,41E-05 |
5,44E-05 |
— 1,33E-05 |
— 0,15 |
— 0,45 |
||
4,50E-05 |
5,32E-05 |
— 2,81E-05 |
— 0,19 |
— 0,53 |
||
4,61E-05 |
5,20E-05 |
— 4,47E-05 |
— 0,23 |
— 0,61 |
||
4,74E-05 |
5,07E-05 |
— 6,34E-05 |
— 0,27 |
— 0,71 |
||
4,89E-05 |
4,93E-05 |
— 8,46E-05 |
— 0,32 |
— 0,82 |
||
5,07E-05 |
4,78E-05 |
— 0,11 |
— 0,38 |
— 0,95 |
||
5,29E-05 |
4,61E-05 |
— 0,14 |
— 0,45 |
— 0,0011 |
||
Ки |
Е |
Ке |
||||||
обороты |
1 передача |
2 передача |
3 передача |
4 передача |
5 передача |
0,153 846 |
1,120 014 |
|
3,268 934 |
3,268 674 |
3,268 408 |
3,27 |
3,268 408 |
0,184 615 |
1,99 122 |
||
3,268 975 |
3,268 745 |
3,268 532 |
3,27 |
3,268 532 |
0,215 385 |
1,79 834 |
||
3,269 017 |
3,268 819 |
3,268 665 |
3,27 |
3,268 665 |
0,246 154 |
1,62 108 |
||
3,26 906 |
3,268 897 |
3,268 809 |
3,27 |
3,268 809 |
0,276 923 |
1,45 902 |
||
3,269 102 |
3,268 979 |
3,268 965 |
3,27 |
3,268 965 |
0,307 692 |
1,31 174 |
||
3,269 146 |
3,269 066 |
3,269 133 |
3,27 |
3,269 133 |
0,338 462 |
1,17 883 |
||
3,269 192 |
3,269 159 |
3,269 314 |
3,27 |
3,269 314 |
0,369 231 |
1,5 985 |
||
3,269 239 |
3,269 257 |
3,269 508 |
3,27 |
3,269 508 |
0,4 |
0,99 544 |
||
3,269 289 |
3,269 361 |
3,269 719 |
3,27 |
3,269 719 |
0,430 769 |
0,986 205 |
||
3,269 341 |
3,269 473 |
3,269 946 |
3,27 |
3,269 946 |
0,461 538 |
0,978 239 |
||
3,269 395 |
3,269 593 |
3,270 191 |
3,27 |
3,270 191 |
0,492 308 |
0,971 498 |
||
3,269 453 |
3,269 722 |
3,270 456 |
3,27 |
3,270 456 |
0,523 077 |
0,965 943 |
||
3,269 515 |
3,269 861 |
3,270 744 |
3,27 |
3,270 744 |
0,553 846 |
0,961 529 |
||
3,269 581 |
3,27 001 |
3,27 106 |
3,27 |
3,27 106 |
0,584 615 |
0,958 217 |
||
3,269 652 |
3,270 173 |
3,271 402 |
3,27 |
3,271 402 |
0,615 385 |
0,955 963 |
||
3,269 728 |
3,27 035 |
3,271 775 |
3,27 |
3,271 775 |
0,646 154 |
0,954 725 |
||
3,269 811 |
3,270 545 |
3,272 186 |
3,27 |
3,272 186 |
0,676 923 |
0,954 463 |
||
3,269 902 |
3,270 758 |
3,272 643 |
3,27 |
3,272 643 |
0,707 692 |
0,955 133 |
||
3,27 |
3,270 993 |
3,273 144 |
3,27 |
3,273 144 |
0,738 462 |
0,956 694 |
||
3,270 109 |
3,271 254 |
3,273 703 |
3,27 |
3,273 703 |
0,769 231 |
0,959 103 |
||
3,270 231 |
3,271 546 |
3,274 328 |
3,27 |
3,274 328 |
0,8 |
0,96 232 |
||
3,270 367 |
3,271 873 |
3,275 032 |
3,27 |
3,275 032 |
0,830 769 |
0,966 302 |
||
3,270 521 |
3,272 247 |
3,275 836 |
3,27 |
3,275 836 |
0,861 538 |
0,971 006 |
||
3,270 696 |
3,27 267 |
3,27 675 |
3,27 |
3,27 675 |
0,892 308 |
0,976 392 |
||
3,270 896 |
3,273 158 |
3,277 805 |
3,27 |
3,277 805 |
0,923 077 |
0,982 417 |
||
3,27 113 |
3,273 727 |
3,279 036 |
3,27 |
3,279 037 |
0,953 846 |
0,989 039 |
||
ge |
||||||
обороты |
1 передача |
2 передача |
3 передача |
4 передача |
5 передача |
|
1179,17 |
1179,073 |
1178,923 |
1178,829 |
1178,733 |
||
1157,178 |
1157,085 |
1156,947 |
1156,865 |
1156,79 |
||
1136,874 |
1136,785 |
1136,658 |
1136,59 |
1136,536 |
||
1118,213 |
1118,129 |
1118,014 |
1117,959 |
1117,929 |
||
1101,153 |
1101,073 |
1100,97 |
1100,928 |
1100,924 |
||
1085,649 |
1085,572 |
1085,481 |
1085,455 |
1085,477 |
||
1071,656 |
1071,583 |
1071,505 |
1071,494 |
1071,544 |
||
1059,131 |
1059,062 |
1058,996 |
1059,001 |
1059,083 |
||
1048,029 |
1047,963 |
1047,911 |
1047,934 |
1048,049 |
||
1038,307 |
1038,244 |
1038,205 |
1038,247 |
1038,398 |
||
1029,92 |
1029,86 |
1029,836 |
1029,898 |
1030,087 |
||
1022,824 |
1022,767 |
1022,758 |
1022,842 |
1023,072 |
||
1016,974 |
1016,921 |
1016,929 |
1017,036 |
1017,311 |
||
1012,328 |
1012,278 |
1012,303 |
1012,436 |
1012,761 |
||
1008,839 |
1008,793 |
1008,837 |
1008,998 |
1009,377 |
||
1006,465 |
1006,423 |
1006,488 |
1006,679 |
1007,118 |
||
1005,162 |
1005,123 |
1005,21 |
1005,436 |
1005,941 |
||
1004,884 |
1004,849 |
1004,962 |
1005,225 |
1005,804 |
||
1005,588 |
1005,557 |
1005,697 |
1006,003 |
1006,664 |
||
1007,229 |
1007,203 |
1007,375 |
1007,727 |
1008,482 |
||
1009,764 |
1009,743 |
1009,95 |
1010,356 |
1011,215 |
||
1013,148 |
1013,133 |
1013,379 |
1013,846 |
1014,824 |
||
1017,336 |
1017,328 |
1017,62 |
1018,157 |
1019,273 |
||
1022,286 |
1022,285 |
1022,629 |
1023,246 |
1024,522 |
||
1027,951 |
1027,959 |
1028,364 |
1029,075 |
1030,536 |
||
1034,289 |
1034,306 |
1034,784 |
1035,605 |
1037,285 |
||
Qs |
||||||
обороты |
1 передача |
2 передача |
3 передача |
4 передача |
5 передача |
|
21,52 806 |
21,852 482 |
22,665 344 |
23,43 682 |
24,569 698 |
||
21,20 106 |
21,64 204 |
22,76 441 |
23,83 435 |
25,412 787 |
||
20,91 201 |
21,48 491 |
22,960 386 |
24,37 169 |
26,460 815 |
||
20,65 993 |
21,384 445 |
23,242 981 |
25,4 486 |
27,719 759 |
||
20,44 394 |
21,33 039 |
23,624 568 |
25,86 144 |
29,162 697 |
||
20,2632 |
21,326 065 |
24,96 818 |
26,79 929 |
30,79 753 |
||
20,11 694 |
21,370 682 |
24,658 801 |
27,86 693 |
32,622 956 |
||
20,406 |
21,463 628 |
25,3101 |
29,6 413 |
34,63 904 |
||
19,92 469 |
21,611 355 |
26,50 795 |
30,39 149 |
36,864 957 |
||
19,87 784 |
21,800 211 |
26,881 426 |
31,85 036 |
39,268 818 |
||
19,86 297 |
22,36 535 |
27,802 958 |
33,45 885 |
41,870 992 |
||
19,87 956 |
22,32 033 |
28,816 754 |
35,18 846 |
44,676 242 |
||
19,92 716 |
22,651 718 |
29,92 454 |
37,5 766 |
47,690 304 |
||
20,533 |
23,3 995 |
31,128 373 |
39,7 032 |
50,94 344 |
||
20,11 368 |
23,467 776 |
32,430 612 |
41,2308 |
54,397 025 |
||
20,25 183 |
23,944 212 |
33,833 887 |
43,54 391 |
58,81 686 |
||
20,41 945 |
24,469 766 |
35,341 061 |
46,3 662 |
62,6 276 |
||
20,61 622 |
25,45 018 |
36,955 208 |
48,672 |
66,208 828 |
||
20,84 182 |
25,681 893 |
38,660 921 |
51,47 668 |
70,64 341 |
||
21,9 597 |
26,358 976 |
40,498 078 |
54,4568 |
75,347 786 |
||
21,3784 |
27,87 801 |
42,452 335 |
57,61 868 |
80,33 276 |
||
21,68 883 |
27,869 106 |
44,527 286 |
60,96 884 |
85,609 556 |
||
22,2 698 |
28,716 961 |
46,726 585 |
64,54 212 |
91,225 174 |
||
22,3926 |
29,606 021 |
49,53 919 |
68,29 008 |
97,122 003 |
||
22,78 538 |
30,549 824 |
51,512 983 |
72,24 659 |
103,34 626 |
||
23,20 506 |
31,549 088 |
54,10 747 |
76,41 861 |
109,91 064 |
||