Анализ тягово-скоростных свойств автомобиля

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ИНСТИТУТ ТРАНСПОРТА

КАФЕДРА ЭКСПЛУАТАЦИИ АВТОМОБИЛЬНОГО ТРАНСПОРТА

Пояснительная записка

к курсовой работе по дисциплине

«Эксплуатационные свойства автомобилей»

Выполнил студент группы ЭАТ-09

Сидоренко А.О

Проверил Захаров Д.А

Тюмень 2012

ЗАДАНИЕ

на выполнение курсовой работы по дисциплине: «Эксплуатационные свойства автомобилей»

Студент: Сидоренко А.О. группа: ЭАТ-06

Номер зачетной книжки: 0919100701.650008455

Тема: Анализ тягово-скоростных свойств автомобиля

Исходные данные:

1. Марка автомобиля: ЗИЛ 131;

2. Условия эксплуатации:

Дорожные: укатанный снег;

Природно-климатические: t=-30C;

Транспортные

Состав курсовой работы:

1. График силового баланса.

2. Динамический паспорт.

3. Характеристика разгона.

4. Показатели тягово-скоростных свойств автомобиля.

5. Эксплуатационные свойства автомобилей.

ВВЕДЕНИЕ

Цель курсовой работы по дисциплине “Эксплуатационные свойства автомобилей” - закрепление знаний, полученных при изучении теоретического курса.

Использование данных методических указаний даёт возможность определить значения основных показателей динамичности и выявить их зависимость от основных факторов конструкции автомобиля и его загрузки, дорожных условий и режима работы двигателя, т.е. решить задачи, которые становятся перед студентом в курсовой работе.

1. ЗАДАНИЕ И ЗАДАЧИ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

При выполнении курсовой работы (КР) необходимо в соответствии с вариантом задания на КР и исходными данными выполнить тягово-скоростной расчет автомобиля. При анализе тягово-скоростных свойств автомобиля решаются следующие основные задачи:

1. построение графика силового баланса;

2. построение динамического паспорта;

3. построение характеристики разгона;

4. определение и оценка основных показателей тягово-скоростных свойств АТС.

Оформленная курсовая работа включает пояснительную записку с графиками и схемами общим объемом 30-40 страниц и лист графической части (формат А1). На лист графической части выносится графики силового баланса, разгона автомобиля с переключением передач и динамический паспорт. Пояснительная записка и лист графической части оформляется в соответствии с методическими указаниями по оформлению письменных работ /6/.

2. УРАВНЕНИЕ СИЛОВОГО БАЛАНСА

Построение графика силового баланса состоит из двух этапов. На первом этапе строится тяговая характеристика автомобиля, на втором - определяются силы сопротивления движению автомобиля.

Уравнение силового баланса может быть представлено в виде:

(2.1)

где Рi - индикаторная сила тяги автомобиля, Н;

Рд - сила сопротивления двигателя, Н;

Ро - сила сопротивления вспомогательного оборудования, Н;

РТР - сила сопротивления трансмиссии, Н;

Рf - сила сопротивления качению, Н;

Р - сила сопротивления подъему, Н;

Рw - сила аэродинамического сопротивления воздуха, Н;

Рj - суммарная (приведенная) сила инерции автомобиля, Н;

Ркр - сила сопротивления на крюке, Н.

График силового баланса - это совокупность кривых, характеризующих зависимость индикаторной силы тяги автомобиля, а также сил сопротивления от скорости его движения на различных передачах.

Тяговая характеристика автомобиля - отображенная в виде графика зависимость тяговой силы от скорости автомобиля.

Значение индикаторной силы тяги можно определить по формуле:

(2.2)

где Рi - индикаторная сила тяги автомобиля, Н;

Рд - сила сопротивления двигателя, Н;

Ре - эффективная сила тяги, Н.

Значение эффективной силы тяги Ре рассчитывается по формуле:

(2.3)

где Ме - эффективный крутящий момент двигателя, Нм;

r - 0,527 радиус колеса, м;

iтр - передаточное отношение трансмиссии.

Для построения графиков зависимости указанных выше сил от скорости движения задается рад значений частоты вращения коленчатого вала двигателя (nе, об/мин): 1000, 2000, 3000, . . . , nN. Для двигателя ЗИЛ 508, установленного на автомобиля ЗИЛ 131, nemax=3200 об/мин.

Передаточное отношение трансмиссии определяется по формуле:

(2.4)

где iк - передаточным отношением основной коробки передач;

iд - передаточное отношение делителя или раздаточной коробки;

iо - передаточное отношение главной передачи.

На автомобиле ЗИЛ 131 не установлена раздаточная коробка или делитель. Передаточное отношение главной передачи io=7,339. Значения передаточных отношений основной коробки передач, а так же трансмиссии представлены в таблице 2.1

Таблица 2.1

№ передачи	iк	iо	iтр
1	7,44	7,339	54,60
2	4,1	7,339	30,00
3	2,28	7,339	16,80
4	1,47	7,339	10,80
5	1	7,339	7

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

(2.5)

где iтр - передаточное отношение трансмиссии.

Полученные результаты сведены в таблицу 2.2

Таблица 2.2

№ передачи	Показатель, м/с	Радиус колеса, м	iтр	Частота вращения коленчатого вала, об/мин
				800	1600	2400	3200
1	Vа	0,542	54,60	0,83	1,66	2,49	3,32
2		0,542	30,09	1,51	3,02	4,52	6,03
3		0,542	16,81	2,70	5,40	8,10	10,80
4		0,542	10,79	4,21	8,41	12,62	16,83
5		0,542	7,339	6,18	12,37	18,55	24,74

Значение эффективного крутящего момента Ме можно определить по графику скоростной внешней характеристики двигателя.

Скоростную внешнюю характеристику двигателя можно построить по эмпирическим формулам, если известна максимальная мощность Nemax и число оборотов nN.

Мощность на коленчатом валу карбюраторного двигателя ЗИЛ-508, на автомобиле ЗИЛ 131, Ne определяется по формуле 2.6.

, л.с. (2.6)

где ne - число оборотов коленчатого вала в искомой точке скоростной характеристики двигателя, об/мин;

nN - число оборотов коленчатого вала, при котором достигается максимальная мощность, об/мин.

По справочнику находим значения nN =3200 об/мин., Nemax=150 л.с. Для каждого значения оборотов коленчатого вала получаются различные значения мощности Ne, которые рассчитаны в таблице 2.3.

Таблица 2.3

ne	nN	Nemax	Ne
об/мин	об/мин	л.с.	л.с.
800	3200	150	44,53
1600	3200	150	93,75
2400	3200	150	133,59
3200	3200	150	150,00

Эффективный крутящий момент на коленчатом валу двигателя определяется из формулы

(2.7)

где Mе - эффективный крутящий момент двигателя, Н?м;

Nе - эффективная мощность двигателя, кВт;

Nе - частота вращения коленчатого вала, об/мин.

Значения максимального крутящего момента и частот вращения коленчатого вала определяются по справочнику /5/ или другой литературе.

Таблица 2.4

Ne	ne	Mе
кВт	об/мин	Нм
32,8	800	391,0
69,0	1600	411,6
98,2	2400	390,8
110,3	3200	329,2

Значения силы сопротивления двигателя Рд, приведенной к ведущим колесам автомобиля, определяются по формуле:

(2.11)

где Vh - рабочий объем цилиндров двигателя (литраж), л;

Sn - ход поршня, м;

?Д - число ходов поршня за один цикл (тактность ДВС);

рДО - среднее давление механических потерь при вращении коленчатого вала с предельно низкой частотой (ne ~0), МПа;

вДО - коэффициент, учитывающий увеличение давления механических потерь при повышении скорости движения поршней в цилиндрах, МПа с/м.

Значения параметров карбюраторного автомобильного двигателя КамАЗ-5320 приведены в таблице 2.6.

Таблица 2.6

Показатели	Единицы измерения	Бензиновый двигатель
Vh	л	6,0
Sn	м	0,095
?Д		4
рДО	МПа	0,045
вДО	МПа с/м	0,015

При работе двигателя часть его эффективного крутящего момента затрачивается на работу вспомогательных устройств, не обслуживающих ДВС и привод вспомогательного оборудования автомобиля (компрессоры тормозных систем, сервомеханизмов, системы кондиционирования, участки выхлопной системы, предназначенные для обогрева кузова и др.), которое создает силу сопротивления (Ро).

Силу сопротивления вспомогательного оборудования автомобиля (Ро), приведенную к ведущим колесам, определяют по формуле:

, (2.13)

где роо - среднее давление газов, обеспечивающее привод вспомогательного оборудования автомобиля при предельно низкой частоте вращении коленчатого вала (ne ~0), МПа;

воо - коэффициент, учитывающий увеличение сопротивление вспомогательного оборудования при возрастании частоты вращения коленчатого вала, МПа/(об/мин)2.

Значения параметров Роо и воо приведены в таблице 2.7.

Таблица 2.7

Показатели	Единицы измерения	Дизельный двигатель
Роо	МПа	0,01
воо	МПа с2	0,7*10-8

Результаты расчетов Рi, Рe, РД, Ро, Vа сводятся в табл. 2.8.

Таблица 2.8

№ передачи	Показатели	Частота вращения коленчатого вала, об/мин
	Обозначение	Размерность	800	1600	2400	3200
1	Рi	Н	43379,66	47284,70	47021,12	42648,45
	РД	Н	3994,38	5823,13	7651,88	9480,63
	Ре	Н	39385,28	41461,58	39369,25	33167,82
	Ро	Н	696,85	1343,65	2421,65	3930,85
	Ртр	Н	341,63	352,428	364,22	375,98
	Рт	Н	38347,13	39765,85	36567,13	28872,07
	Vа	м/с	0,83	1,66	2,49	3,32
2	Рi	Н	23905,61	26057,59	25912,34	23502,65
	РД	Н	2201,22	3209,00	4216,79	5224,57
	Ре	Н	21704,39	22848,59	21695,55	18278,08
	Ро	Н	384,02	740,46	1334,52	2166,21
	Ртр	Н	350,38	371,57	394,24	419,19
	Рт	Н	20968,69	21736,64	19959,6	15630,53
	Vа	м/с	1,51	3,02	4,52	6,03
3	Рi	Н	13351,86	14553,80	14472,68	13126,80
	РД	Н	1229,43	1792,31	2355,18	2918,05
	Ре	Н	12122,43	12761,50	12117,50	10208,75
	Ро	Н	214,48	413,56	745,36	1209,88
	Ртр	Н	367,17	407,57	452,41	499,86
	Рт	Н	12771,75	13732,43	13276,77	11417,17
	Vа	м/с	2,70	5,40	8,10	10,80
4	Рi	Н	8570,74	9342,28	9290,21	8426,27
	РД	Н	789,19	1150,51	1511,82	1873,14
	Ре	Н	7781,55	8191,78	7778,39	6553,14
	Ро	Н	137,68	265,47	478,46	776,64
	Ртр	Н	389,38	456,99	534,97	620,45
	Рт	Н	7254,15	7469,87	6762,03	5156,35
	Vа	м/с	4,21	8,41	12,62	16,83
5	Рi	Н	5830,616	6355,4896	6320,0621	5732,335
	РД	Н	536,8801	782,68062	1028,4812	1274,282
	Ре	Н	5293,736	5572,809	5291,5809	4458,053
	Ро	Н	93,66294	180,5987	325,49164	528,3418
	Ртр	Н	420,44	529,47	661,35	806,66
	Рт	Н	4979,35	4862,69	4302,70	3123,26
	Vа	м/с	6,18	12,37	18,55	24,74

Сила сопротивления дороги рассчитывается по формуле:

(2.14)

где - коэффициент сопротивления дороги;

? - угол продольного наклона дороги, ?=0 градусов.

Fv - коэффициент сопротивления качению.

Коэффициент сопротивления качению определяется по формуле:

fv= (2.15)

где fо - коэффициент сопротивления качению при относительно малой скорости движения (Va0).

f1 - коэффициент (f1=10-5 с2/м2).

Численные значения коэффициента сопротивления качению для автомобильных дорог с различным покрытием приведены в табл. 2.9.

Таблица 2.9 Коэффициент сопротивления качению

Тип дороги	fо при Va 50 км/ч	f (среднее значение)
Укатанный снег	0,03	0,03-0,05

Результаты расчета коэффициентов сопротивления качению приведены в таблице 2.10.

Таблица 2.10

fo	f1	Скорость автомобиля, м/с.	fv
0,04	0,00001	0,83	1,66	2,49	3,32	0,0400	0,0400	0,0401	0,0401
0,04	0,00001	1,51	3,02	4,52	6,03	0,0400	0,0401	0,0402	0,0404
0,04	0,00001	2,70	5,40	8,10	10,80	0,0401	0,0403	0,0407	0,0412
0,04	0,00001	4,21	8,41	12,62	16,83	0,0402	0,0407	0,0416	0,0428
0,04	0,00001	6,18	12,37	18,55	24,74	0,0404	0,0415	0,0434	0,0461

Численные значения силы сопротивления дороги приведены в Таблице 2.11

Таблица 2.11

m,кг	Ga, Н
9835	96383,0	0	3855,9859	3857,9834	3861,3127	3865,9737
9835	96383,0	0	3857,5126	3864,0902	3875,0530	3890,4010
9835	96383,0	0	3862,3486	3883,4343	3918,5771	3967,7771
9835	96383,0	0	3872,3774	3923,5498	4008,8370	4128,2391
9835	96383,0	0	3892,1772	4002,7487	4187,0345	4445,0347

Сила лобового аэродинамического сопротивления определяется по формуле:

(2.16)

где Va - скорость автомобиля, м/с;

kw - коэффициент сопротивления воздуха (обтекаемости),

kw= 0,64 Нс2/м4;

Fа - лобовая площадь автомобиля, Fа = 5,4 м2.

Результаты вычисления Pw приведены в Таблице 2.12

Таблица 2.12

Kw	Fa,	Рw
0,64	5,4	2,38755	9,550189	21,487925	38,200755
0,64	5,4	7,86185	31,4474	70,75664	125,78958
0,64	5,4	25,2023	100,8092	226,82079	403,23696
0,64	5,4	61,1628	244,6511	550,46499	978,60442
0,64	5,4	132,159	528,6342	1189,427	2114,5369

Коэффициент сопротивления воздуха определяется по формуле

(2.18)

где сх - коэффициент обтекаемости автомобиля,

в - плотность атмосферного воздуха, кг/м3.

Плотность воздуха для фактических (реальных) условий эксплуатации определяется по формуле

(2.19)

где о - плотность воздуха при нормальных условиях, о = 1,189кг/м3;

То - температура воздуха при нормальных условиях, То =293К;

Ро - атмосферное давление при нормальных условиях,760мм. рт. ст.;

Р - фактическое атмосферное давление, 760 мм. рт. ст.;

T - фактическая температура воздуха,t=-30 С.

Сила сопротивления трансмиссии определяется по формуле

(2.20)

где РХО - сила сопротивления проворачиванию валов агрегата трансмиссии на холостом ходу с малой скоростью (Vа ~0), Н;

аv, µтр - коэффициенты скоростных (Нс/м) и силовых потерь;

nтр - оличество агрегатов (КПП, главная передача) в трансмиссии =4

GM - полный вес автомобиля, приходящийся на ведущий мост, Н;

KН - коэффициент, учитывающий тип автомобиля, Н-1 (KН =0,7*10-5 Н-1).

При прогретых агрегатах трансмиссии аv8,6 Нс/м, РХО30 Н. Значение коэффициента µтр принимается по таблице 2.13.

Коэффициент силовых потерь в трансмиссии (µтр) Таблица 2.13

Тип трансмиссии	Тип главной передачи
	одноступенчатая	двухступенчатая
	Прямая передача КПП	Разные передачи КПП	Прямая передача КПП	Разные передачи КПП
66	0,044	0,064	0,054	0,074

Результаты расчетов сил сопротивления Ртр, Р, Рw сводят в табл.2.14.

Таблица 2.14

№	Показатели	Частота вращения коленчатого вала, об/мин
	Обозначение	Размерность	1000	2000	3000	4000
1		Н	3855,99	3857,98	3861,31	3865,97
	Ртр	Н	341,14	352,52	364,35	376,63
	Pw	Н	2,39	9,55	21,49	38,20
	Vа	м/с	0,83	1,66	2,49	3,32
2		Н	3857,51	3864,09	3875,05	3890,40
	Ртр	Н	350,37	372,03	395,17	419,79
	Рw	Н	7,86	31,45	70,76	125,79
	Vа	м/с	1,51	3,02	4,52	6,03
3		Н	3862,35	3883,43	3918,58	3967,78
	Ртр	Н	367,37	409,29	455,99	507,45
	Рw	Н	25,20	100,81	226,82	403,24
	Vа	м/с	2,7	5,4	8,1	10,8
4		Н	3872,38	3923,55	4008,84	4128,24
	Ртр	Н	390,16	461,70	544,80	639,49
	Рw	Н	61,16	244,65	550,46	978,60
	Vа	м/с	4,2	8,4	12,6	16,8
5		Н	3892,1772	4002,7487	4187,0345	4445,0347
	Ртр	Н	256,29	267,27	303,26	364,27
	Рw	Н	132,2	528,6	1189,4	2114,5
	Vа	м/с	6,18	12,37	18,55	24,74

Используя полученные значения сил, строится график силового баланса автомобиля, т.е. графики зависимости сил тяги и сопротивления от скорости движения автомобиля на разных передачах. Общий вид графика силового баланса автомобиля представлен на рис.2.2.

Рис.2.2 График силового баланса автомобиля

3. ДИНАМИЧЕСКИЙ ПАСПОРТ

Динамический паспорт автомобиля - совокупность динамической характеристики, номограммы нагрузок и графика контроля буксования.

Динамическая характеристика - график зависимости динамического фактора Da автомобиля с полной нагрузкой от скорости движения на различных передачах.

Динамический фактор Da - отношение разности тяговой силы и силы сопротивления воздуха к весу автомобиля (см. формулу 3.1).

(3.1)

Значение динамического фактора также можно определить по формуле

(3.2)

где Рт - сила тяги на ведущих колесах, Н;

Рw - сила аэродинамического сопротивления воздуха, Н;

Gа - вес автомобиля, Н;

Ме - эффективный крутящий момент, Нм;

Iтр - передаточное отношение трансмиссии;

R - радиус колеса,=0,527 м;

тр - КПД трансмиссии

Vа - скорость движения автомобиля, м/с;

Кw - коэффициент обтекаемости,= 0,64 Нс2/м4;

Fа - лобовая площадь автомобиля,= 5.4м2.

Расчет динамического фактора производится применительно к номинальной загрузке автомобиля. Результаты сводятся в табл.3.1.

Чтобы не пересчитывать при каждом изменении нагрузки величину динамического фактора, динамическую характеристику дополняют номограммой нагрузок.

При построении номограммы нагрузок ось абсцисс динамической характеристики продолжают влево и на ней откладывают отрезок произвольной длины.

Таблица 3.1

№	Показатели	Частота вращения коленчатого вала, об/мин
	Обозначение	Размерность	800	1600	2400	3200
1	Va	м/с	0,83	1,66	2,50	3,32
	Da		0,40	0,41	0,38	0,30
2	Va	м/с	1,51	3,01	4,54	6,13
	Da		0,22	0,23	0,21	0,16
3	Va	м/с	2,71	5,4	8,13	10,80
	Da		0,12	0,12	0,11	0,08
4	Va	м/с	4,21	8,41	12,62	16,83
	Da		0,07	0,07	0,06	0,04
5	Va	м/с	6,18	12,37	18,55	24,74
	Da		0,05	0,05	0,04	0,02

На отрезок наносят шкалу нагрузки в процентах (для грузовых автомобилей) или по числу пассажиров (для легковых автомобилей и автобусов). Через нулевую точку шкалы нагрузок проводят прямую, параллельную оси Da, и на ней наносят шкалу динамического фактора Dо для автомобилей без нагрузки.

Равнозначные деления шкал Dо и Da (0,1; 0,2 и т.д.) соединяют между собой прямыми линиями.



4. ХАРАКТЕРИСТИКА РАЗГОНА

Характеристика разгона - это зависимость, характеризующая процесс разгона во времени или по пути и служащая для оценки приемистости автомобиля. Для ее построения строят характеристику ускорений автомобиля.

Характеристика ускорений - это совокупность кривых, характеризующих ускорение автомобиля при различных скоростях движения на различных передачах.

При выполнении курсовой работы указанные зависимости строятся для случая работы двигателя при полностью открытой дроссельной заслонке бензинового двигателя (полной подачи топлива для дизеля). Значение ускорений определяется из ранее построенной динамической характеристики. Величина ускорения ji определяется по формуле:

(4.1)

где g - ускорение свободного падения, м/с2;

Di - динамический фактор на i-ой передаче, Н/Н;

i - коэффициент учета вращающихся масс автомобиля при движении .

(4.2)

где Jд, Jк, Jтр - соответственно моменты инерции двигателя=1.01 (а также связанные с ним детали), трансмиссии=154

М, Мн - соответственно масса автомобиля при заданной и номинальной загрузке, кг.

Величины ускорений рассчитываются для тех же условий, что и значение динамического фактора и сводятся в табл. 4.2

Таблица 4.2

№	Показатели	Частота вращения коленчатого вала, об/мин
	Обозначение	Размерность	800	1600	2400	3200
1	j	м/с2	1,67	1,74	1,59	1,21
2	j	м/с2	1,27	1,32	1,19	0,87
3	j	м/с2	0,68	0,70	0,60	0,36
4	j	м/с2	0,31	0,31	0,20	0,00
5	j	м/с2	0,09	0,06	-0,07	-0,28

Общий вид характеристики ускорений представлен на рис. 4.1.

Рис.4.1. Характеристика ускорений

График разгона автомобиля строится при условии, что разгон автомобиля начинается с минимальной устойчивой скорости движения на первой передаче, а заканчивается при достижении максимальной скорости на высшей. При построении графика разгона автомобиля на данной передаче интервал скорости движения разбивается на ряд равных отрезков. При этом значения для каждой ступени КПП целесообразно принять по табл. 2.3, т.е. использовать ряд скорости движения, соответствующие принятому ряду частот вращения коленчатого вала двигателя. Внутри каждого интервала скорости Vk ускорения автомобиля можно считать постоянной величиной, равной

(4.3)

где J(Vk+1), J(Vk) - ускорения соответственно в начале и в конце к-го интервала скорости, м/с2;

Значения J(Vk+1) и J(Vk) принимают согласно ранее построенных графиков ускорений автомобиля на разных передачах.

	1600	2400	3200
jk	1,707621	1,664232	1,39878
	1,296943	1,25669	1,027897
	0,688747	0,649813	0,480621
	0,30748	0,25523	0,103444
	0,071745	-0,00569	-0,03384

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

(4.4)

	1600	2400	3200
	0,486741	0,499431	0,59421
	1,162933	1,200182	1,467324
	3,920788	4,155709	5,618635
	13,68169	16,48256	40,6678
	86,19296	-1086,06	-182,741

Общее время разгона на данной передаче от скорости V1 до VN составляет

(4.5)

Если ускорение автомобиля на i-ой передаче во всем интервале скорости движения выше, чем на i+1 передаче, то наибольшая интенсивность разгона будет обеспечиваться при переключении передачи в момент достижения максимальной скорости движения на данной передаче. Если кривые ускорений J1=f(Vi) и Ji+1=(Vk+1) пересекаются, то наибольшая интенсивность разгона будет наблюдаться в том случае, когда переключение передачи происходит при скорости, соответствующей пересечению указанных кривых, т.е. когда. J1=Ji+1.

Установив значение конечной скорости разгона на данной передаче, определяют скорость, при которой начинается разгон на последующей передаче. В период переключения передачи происходит разрыв потока мощности от двигателя к ведущим колесам, вследствие чего скорость автомобиля несколько снижается. Падение скорости при переключении передачи за время пп можно определить по формуле

(4.6)

где - коэффициент сопротивления дороги;

пп время переключения передачи;

пп коэффициент учета вращающихся масс при переключении передачи.

Значение пп при отключении двигателя от трансмиссии и движении накатом определяется по формуле

(4.7)

Значения Pтр, Pw принимаются по ранее выполненным расчетам. С учетом падения скорости в период переключения передачи, устанавливают скорость, с которой начинается разгон на последующей передаче.

Выполнив расчеты и соответствующие построения последовательно для всех передач, начиная с первой, в итоге получают график разгона автомобиля по времени, общий вид которого представлен на рис. 4.4.



Рис. 4.4 График разгона автомобиля с переключением передач

Аналогично строиться график разгона по пути. Для построения кривой разгона автомобиля на данной передаче вместо ряда отрезков времени 1, 2, к, N, надо знать длину отрезков пути, проходимых за указанные промежутки времени.

Длина каждого из указанных отрезков пути может быть вычислена по формуле (к=1, 2, …, N):

 (4.8)

	800	2400	3200
Sk	0,606845	1,037778	1,72861
	2,631004	4,525459	7,745859
	15,88173	28,05553	53,1046
	86,33519	173,349	598,7912
	799,5099	-16790,2	-3955,17

Полный отрезок разгона автомобиля от скорости V1 до VN равен:

(4.9)

Кривые разгона строят последовательно для всех ступеней КПП, начиная с первой. При этом длину отрезков пути, проходимых автомобилем за время переключения передач, определяют по формуле

(4.10)

где Vпп - скорость ТС, достигнутая к моменту переключения передачи.

Snn	4,35
	3,25
	5,95
	8,95

Общий вид графика разгона по пути с переключением передач показан на рис. 4.5.



Рис. 4.5 График разгона по пути с переключением передач

5. ПОКАЗАТЕЛИ ТЯГОВО-СКОРОСТНЫХ СВОЙСТВ АВТОМОБИЛЯ

5.1 Максимальная скорость движения

Данный показатель определяется по графикам силового баланса автомобиля на высшей передаче в заданных дорожных условиях, при заданной подаче топлива и нагрузке. Максимальная скорость движения соответствует точке пересечения кривых (Рi - РД - Ро) и (РТР + Рw + Рf).

Va max= 15,8 м/с

5.2 Условно максимальная скорость движения

Данный показатель характеризует среднюю скорость прохождения последних 400 м разгона с места на пути 2000 м и определяется по формуле:

(5.1)

где р - время прохождения последних 400 м пути, с.

Значение р определяем по графикам разгона. Для этого вначале по графику V=f(S) определяем значения скоростей автомобиля на отметках 800 и 400м. Затем по графику V=f() определяется время разгона на пути 800 и 400 м. После этого определяем время прохождения последних 400 м:

(5.2)

р=31 с

Таким образом, Vумах=12,90 м/с.

5.3 Время разгона на участках пути 400 и 800 м

Для определения указанных показателей приемистости автомобиля вначале по графику V=f(S) определяются значения скорости в момент прохождения автомобилем отметок 400 и 800 м. После этого по графику V=f() определяется время разгона на пути 400 и 800м.

V(400)=13 м/с; V(800)=16,5м/с

(13)=38 с; (16,5)=69 с

5.4 Время разгона до заданной скорости

Данный показатель динамичности определяется по графику Va=f().

Заданная скорость равна 12,90 м/с.

=36 с.

5.5 Скорость движения на затяжных подъемах

Значение скорости движения на затяжных подъемах определяется по динамическому паспорту при коэффициенте сопротивления дороги =0,045. Задавая указанное значение , по графикам динамической характеристики определяется наибольшая скорость автомобиля, при которой возможно равномерное движение, т.е. выполняется условие D=0,045.

Va = 15 м/с

5.6 Максимальный подъем, преодолеваемый автомобилем

Значение максимального угла подъема, преодолеваемого автомобилем определяется для случая движения на первой передаче КПП и пониженной передаче делителя по формуле:

(5.3)

imax = (0,29-0,0122)*100% = 27.78%

5.7 Максимальная сила тяги на крюке

Максимальная сила тяги на крюке устанавливается только для грузовых автомобилей. Максимальная сила тяги определяется по графикам силового баланса для первой передачи и пониженной передачи РК и делителя.

=35,899 (5.6)

где (Рi-Pд-Pо)max - максимальное значение силы тяги автомобиля, Н;

(Ртр-Pf-Pw) суммарное сопротивление движению, Н.

Полученные значения показателей скоростных свойств, приемистости и тяги сводятся в табл. 5.2.

Таблица 5.2

Оценочные показатели тягово-скоростных свойств автомобиля

Показатель	Размерность	Значения показателей
Скоростные свойства
Максимальная скорость	м/с	15,8
Условная максимальная скорость	м/с	12,90
Приемистость
Время разгона на пути 400 м	с	38
Время разгона на пути 800 м	с	69
Время разгона до скорости 12,90 км/ч	с	36
Тяговые свойства
Максимальный подъем, преодолеваемый автомобилем	%	27,78
Максимальная сила тяги на крюке	Н	35,899

6. ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА АВТОМОБИЛЕЙ

6.1 Проходимость автомобиля

В курсовой работе необходимо определить для заданного автомобиля численные значения основных показателей проходимости (опорных, сцепных, геометрических и тяговых свойств), которые сведены в табл. 6.1. Показатели геометрической проходимости указаны на рис. 6.1. Значения показателей проходимости определяются по справочной литературе /6/.

Рисунок 6.1 Показатели геометрической проходимости

Таблица 6.1 Показатели проходимости автомобиля

Наименование показателя	Значение
Показатели геометрических свойств
1. дорожный просвет h, м	0,33
2. передний п угол проходимости,	45
3. задний п угол проходимости,	40
4. продольный радиус проходимости пр, м	3,35
5. поперечный радиус проходимости пп, м	2
6. передний lпс свес автомобиля, м	1,067
7. задний lзс свес автомобиля, м	1,233
Показатели опорных свойств
1. коэффициент сопротивления качению f	0,03
2. удельное давление шины на грунт ш	9203,3
Показатели сцепных свойств
1. коэффициент сцепления шины с опорной поверхностью	0,25
2. сцепная масса m, кг	10185
3. коэффициент сцепной массы k	1
Показатели тяговых свойств
1. удельная мощность Nуд, кВт/кг	0,04

6.2 Устойчивость автомобиля

В курсовой работе необходимо определить численные значения показателей устойчивости автомобиля для различных условий движения, указанных преподавателем. Марка и модель автомобиля выбирается в соответствии с приложением В.

Устойчивость - способность автомобиля сохранять заданное направление движения и ориентацию в пространстве при действии различных возмущающих сил.

Под потерей автомобилем устойчивости подразумевается опрокидывание или скольжение автомобиля. В зависимости от направления опрокидывания и скольжения различают продольную и поперечную устойчивость. Более вероятно и опасно нарушение поперечной устойчивости, которое происходит под действием центробежной силы, поперечной составляющей силы тяжести, силы бокового ветра, а также в результате ударов о неровности дороги.

Показатели поперечной устойчивости:

максимальная (критическая) скорость движения Vo по кругу, соответствующая началу заноса автомобиля, км/ч;

максимальная (критическая) скорость движения Vз по кругу, соответствующая началу опрокидывания автомобиля, км/ч;

максимальный (критический) угол косогора з, соответствующий началу поперечного скольжения колес, град.;

максимальный (критический) угол косогора о, соответствующий началу опрокидывания автомобиля, град.

Критическая скорость, км/ч, по условиям опрокидывания определяется по формуле

,=25.3 (6.1)

где Нк - колея автомобиля, м;

L - расстояние между осями (база) автомобиля, м;

hц - высота от центра тяжести до опорной поверхности, м;

- угол поворота управляемых колес, рад.

Угол поворота управляемых колес, рад, определяется

.=0,0031 (6.2)

Критическая скорость, км/ч, по условиям заноса определяется по формуле

,=18.08 (6.3)

где у - коэффициент сцепления шины с опорной поверхностью в поперечном направлении. В расчетах можно принимать у = х.

Критическое значение угла наклона дороги по условиям заноса определяется по формуле

, =0,255 (6.4)

где у - коэффициент сцепления шины с опорной поверхностью в поперечном направлении. В расчетах можно принимать у = х.

Критическое значение угла наклона дороги, преодолеваемый без опрокидывания, определяется по формуле

,=0,714 (6.3)

где Нк - ширина колеи автомобиля, м;

hцт - высота центра тяжести, м.

маневренность автомобиль скорость проходимость

6.3 Маневренность автомобиля

В криволинейном движении автомобиля можно выделить два режима поворотов: с малыми радиусами и невысокими скоростями - определяющие маневренность, и с большими радиусами и высокими скоростями - определяющие устойчивость и управляемость.

Под маневренностью автомобиля понимается его способность передвигаться в условиях ограниченного по длине и ширине пространства. Маневренность имеет большое значение при движении АТС в условиях города, при парковке, а также внутри дворов, закрытых помещений (в гаражах, СТО, заводских цехах, складах).

Для количественной оценки маневренности используется ряд показателей. К геометрическим показателям маневренности относятся:

радиусы поворота по следу колес (минимальный радиус поворота внешнего переднего и внутреннего заднего колеса);

ширина полосы движения по следу колес и по габаритам;

радиусы поворота по габаритам;

наибольший выход отдельных частей автомобиля за пределы траекторий движения внешнего переднего и внутреннего заднего колес;

угол горизонтальной гибкости (для автопоездов).

Радиусы поворота по следу колес - это расстояния от центра поворота автомобиля, осуществляемого с минимальной скоростью при максимальном повороте управляемых колес, до траектории движения переднего наружного (RНmin) и заднего внутреннего колеса (RВmin).

По своему физическому смыслу данные показатели выражают минимальные радиусы кривых, по которым возможно движение переднего наружного и заднего внутреннего колеса при совершении автомобилем поворотов в ограниченных условиях маневрирования (см. рис. 6.2).

Численные значения показателей RНmin и RВmin определяют на сухой, ровной, горизонтальной асфальтобетонной площадке путем замера расстояния от центра поворота до середины следов, оставляемых передним внешним и задним внутренним колесом в процессе поворота автомобиля со скоростью не более 5 км/ч.

Ширина полосы движения по следу колес (Нск) - это ширина полосы, в пределах которой размещаются колеса автотранспортного средства в процессе его криволинейного движения с минимальной скоростью и при максимальном повороте управляемых колес.

Ширину полосы движения можно определить экспериментальным путем посредством замера расстояния между следами соответствующих колес:

(6.4)

Рисунок. 6.2 Геометрические показатели маневренности

Таким образом, Нск выражает наибольшую ширину полосы движения, которая необходима колесам автомобиля для совершения поворотов при маневрировании.

Радиусы поворота по габаритам представляют собой расстояния от оси поворота до траекторий движения соответственно наиболее удаленной (RHГ) и наиболее близкой (RBГ) к оси поворота точки корпуса автомобиля при максимальном повороте управляемых колес и движении с минимальной скоростью.

Значения показателей (RHГ) и (RBГ) отличаются от соответствующих радиусов поворота по колее на величину свеса соответствующих частей корпуса автомобиля:

(6.5)

(6.6)

где Нн, НВ - величина свеса корпуса а/м за траекторию движения соответственно переднего наружного и заднего внутреннего колеса.

Численные значения показателей RHГ и RВГ определяют ширину полосы движения по габаритам. Ширина полосы движения по габаритам (НГ = RHГ - RВГ ) - это ширина полосы движения, в пределах которой корпус АТС совершает поворот при максимальном повороте управляемых колес и движении с минимальной скоростью. Значения показателей маневренности автомобиля определяются по справочной литературе [5]. Результаты измерений заносят в табл. 6.3.

Таблица 6.3 Показатели маневренности автомобилей

Показатель	Обозначение	Значение
Радиус поворота по следу колес, м	RНmin	10,2
	RВmin	8,38
Радиус поворота по габаритам, м	RHГ	10,8
	RBГ	8,47
Ширина полосы движения по габаритам, м	НГ	2,32
Ширина полосы движения по следу колес, м	Нск	1,82

ЛИТЕРАТУРА

ГОСТ 14846-81. Двигатели автомобильные. Методы стендовых испытаний. - М.: Издательство стандартов, 1984.

ГОСТ 22576-90 Автотранспортные средства. Скоростные свойства. Методы испытаний. - М.: Издательство стандартов, 1991. - 13 с.

Копотилов В.И. Автомобили: Теоретические основы: Учебное пособие для вузов. - Тюмень: ТюмГНГУ, 1999. - 403 с.

Краткий автомобильный справочник НИИАТ. - М.: Трансконсалтинг, 1994. - 779 с.

Методические указания по оформлению письменных работ для студентов специальности 240100 “Организация перевозок и управление на транспорте (автомобильном)” дневной и заочной форм обучения.- Тюмень: ТюмГНГУ, 1997. - 26 с.

Размещено на Allbest.ur