РефератыТранспортТяТяговый расчет автомобиля ГАЗ 3307

Тяговый расчет автомобиля ГАЗ 3307

Федеральное агентство по образованию


ГОУ ВПО ВОСТОЧНО-СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ


Кафедра «Автомобили»


КУРСОВАЯ РАБОТА


Тяговый расчет автомобиля ГАЗ-3307


Улан-Удэ 2007


Содержание


1. Построение внешней скоростной характеристики автомобильного двигателя


2. Тяговый баланс автомобиля


3. Динамический фактор автомобиля


4. Характеристика ускорений автомобиля


5. Характеристика времени и пути разгона автомобиля


6. Мощностной баланс автомобиля


7. Топливно-экономическая характеристика автомобили


1.
Построение внешней скоростной характеристики автомобильного двигателя


Наиболее полные сведения о параметрах двигателя дает его внешняя скоростная характеристика. Она представляющая собой зависимость эффективной мощности – Ne
, [кВт]; эффективного крутящего момента – Me
, [Н×м]; удельного расхода топлива – ge
, [г/кВт×ч]; часового расхода топлива – Gт
, [кг/ч], от частоты вращения коленчатого вала ne
, [об/мин], при установившемся режиме работы двигателя и максимальной подаче топлива.


Определение текущего значения эффективной мощности от частоты вращения коленчатого вала двигателя, производится по эмпирической зависимости, предложенной С.Р. Лейдерманом:


, [кВт]


где Nе
max
=84,5 [кВт] - максимальная эффективная мощность двигателя;


ne
- текущая частота вращения, [об/мин];


nN
=3200 [об/мин] - частота вращения при максимальной мощности;


коэффициенты а=в=с=1.


Определяем значения наименьшей устойчивой – ne
min
, и максимальной – ne
max
, частот вращения коленчатого вала двигателя.


ne min
= 0,13× nN
=0,13×3200=416=500 [об/мин],


ne
max
= 1,2× nN
=1,2×3200=3840=3800 [об/мин].


Полученный диапазон частот вращения коленчатого вала разбиваем на двенадцать значений через интервал в 300 [об/мин].


Для каждого значения ne
, с использованием уравнения Лейдермана, определяем значения эффективной мощности двигателя Ne
.


Часть мощности двигателя затрачивается на привод вспомогательного оборудования (генератор, насос системы охлаждения двигателя, компрессор, насос гидроусилителя руля и др.), и лишь оставшаяся мощность Ne
¢ - мощность нетто, используется для движения автомобиля.


Ne
¢ = 0,9×Ne
, [кВт].


Для расчета графика эффективного крутящего момента используем выражение вида:


, [Н×м].


Часть эффективного крутящего момента двигателя – Me
затрачивается на привод навесного вспомогательного оборудования, и лишь оставшаяся его часть, так называемый крутящий момент нетто – Мe
¢, используется для движения автомобиля. Для определения момента нетто воспользуемся выражением:


Мe
¢ = 0,9 × Мe
, [Н×м]


Для расчета удельного расхода топлива бензиновых двигателей используют эмпирическую зависимость вида:


, [г / кВт×ч]


ge
min
=313 [г / кВт×ч] – минимальный удельный расход топлива.


Для определения часового расхода топлива воспользуемся формулой:


, [кг/ч]


Полученные при расчетах данные заносим в таблицу 1.


На основе результатов расчетов таблицы, строим графики внешней скоростной характеристики двигателя (Приложение). На графике внешней скоростной характеристики отмечаем:


Максимальная мощность нетто - Nе
¢, [кВт];


Максимальный крутящий момент нетто - Mе
¢, [Н×м];


Минимальный удельный расход топлива - gе
min
, [г / кВт×ч];


Частоты ne
вращения коленчатого вала двигателя, соответствующие:


- максимальной мощности двигателя nN
, [об/мин];


- максимальному крутящему моменту nM
, [об/мин];


- минимальному удельному расходу топлива ng
,[об/мин].


Таблица 1. Параметры внешней скоростной характеристики двигателя марки ЗМЗ-53





































































































ne
, об/мин


500


800


1100


1400


1700


2000


2300


2600


2900


3200


3500


3800


Ne
,


кВт


14,94


25,09


35,60


46,07


56,07


65,19


73,01


79,12


83,08


84,50


82,95


78,00


Ne
',


кВт


13,45


22,58


32,04


41,46


50,46


58,67


65,71


71,20


74,78


76,05


74,65


70,20


Me
,


Н∙м


285,43


299,46


309,07


314,24


314,98


311,28


303,16


290,60


273,61


252,18


226,32


196,03


Me
',


Н∙м


256,88


269,52


278,16


282,82


283,48


280,16


272,84


261,54


246,24


226,96


203,69


176,43


ge
, г/кВт∙ч


324,55


301,26


283,47


271,19


264,40


263,12


267,33


277,05


292,28


313,00


339,23


370,95



,


кг/ч


4,85


7,56


10,09


12,49


14,82


17,15


19,52


21,92


24,28


26,45


28,14


28,93



2.
Тяговый баланс автомобиля


Тяговый баланс автомобиля - это совокупность графиков зависимостей силы тяги на ведущих колесах Fк
, [Н] (на различных передачах), а также суммы сил сопротивления качению Ff
, [Н] и в автомобиля Va
, [км/ ч]. Графики сил тяги на колесах автомобиля строим для всех ступеней коробки перемены передач.


Кинематическая схема КПП и ГП.



Расчет сил тяги на колесах для каждой передачи – Fki
производится по формуле:


, [Н]


hТР
- коэффициент полезного действия трансмиссии;


UТР
- передаточное число трансмиссии;



- радиус качения колеса, [м].


КПД трансмиссии автомобиля определяется на основании потерь мощности на трение:


hтр
= 0,98К
×0,97L
× 0,99M


K - число пар цилиндрических шестерен в трансмиссии автомобиля, через которые передается крутящий момент на i-той передаче;


L - число пар конических или гипоидных шестерен;


M - число карданных шарниров.


Для определения К,L,M необходимо использовать кинематическую схему автомобиля, данные заносим в таблицу 2.


Таблица 2
































Передачи


K


L


M


hтр


I


2


1


3


0,904


II


2


1


3


0,904


III


2


1


3


0,904


IV


0


1


3


0,9412



Передаточное число трансмиссии автомобиля определяется как произведение:


UТР
= UКПП
× UРК
× UГП


UКПП
- передаточное число коробки перемены передач;


UРК
- передаточное число раздаточной коробки или делителя;


UГП
- передаточное число главной передачи.


Для определения этих значений также воспользуемся кинематической схемой автомобиля, полученные значения занесем в таблицу 3.


Таблица 3.

























UКПП


UРК


UГП


UТР


I


6,55


1


6,17


40,4135


II


3.09


19,0653


III


171


10,5507


IV


1,00


6,17



При расчетах радиусов качения колес, в качестве исходных данных, используют статический радиус - rстат
. При этом следует учитывать, что радиус качения rк
обычно несколько больше статического и определяется индивидуально для диагональных и радиальных шин. На автомобиле ГАЗ -3307 установлены радиальные шины, поэтому радиус качения колеса рассчитываем по следующей формуле:



= 1,04 × rстат
, [м];


rстат
= 0,465



= 1,04 × 0,465 = 0,4836 [м]


При расчетах зависимостей силы тяги на колесах автомобиля крутящий момент двигателя нетто - Мe
́ берем из таблицы 1. Также для построения графика нам необходимо рассчитать скорость движения автомобиля на каждой передачи в зависимости от оборотов двигателя.


, [км/ ч]


Значения силы тяги на колесах и скорости автомобиля, рассчитанные для каждой передачи, заносим в таблицу 4.


Таблица 4. Значения силы тяги на колесах и скорости автомобиля на четырех передачах





























































































































































































ne
, [об/мин]


500


800


1100


1400


1700


2000


2300


2600


2900


3200


3500


3800


1




2,26


3,61


4,96


6,32


7,67


9,02


10,38


11,73


13,08


14,44


15,79


17,14



'


256,88


269,52


278,16


282,82


283,48


280,16


272,84


261,54


246,24


226,96


203,69


176,43




19406,3


20360,8


21013,8


21365,4


21415,6


21164,5


20611,9


19758,0


18602,6


17145,9


15387,8


13328,2


2




4,78


7,65


10,52


13,39


16,26


19,13


21,99


24,86


27,73


30,60


33,47


36,34



'


256,88


269,52


278,16


282,82


283,48


280,16


272,84


261,54


246,24


226,96


203,69


176,43




9155,0


9605,3


9913,3


10079,2


10102,9


9984,4


9723,8


9320,9


8775,9


8088,6


7259,2


6287,7


3




8,64


13,82


19,01


24,19


29,38


34,56


39,74


44,93


50,11


55,30


60,48


65,66



'


256,88


269,52


278,16


282,82


283,48


280,16


272,84


261,54


246,24


226,96


203,69


176,43




5066,4


5315,5


5486


5577,8


5590,9


5525,3


5381,1


5158,2


4856,5


4476,2


4017,2


3479,6


4




14,77


23,64


32,50


41,37


50,23


59,10


67,96


76,83


85,69


94,56


103,42


112,29



'


256,88


269,52


278,16


282,82


283,48


280,16


272,84


261,54


246,24


226,96


203,69


176,43




3084,7


3236,4


3340,2


3396,1


3404,1


3364,1


3276,3


3140,6


2956,9


2725,4


2445,9


2118,5





Далее определяем силы сопротивления качению колес автомобиля по дорожному покрытию, используя выражение:


, [Н]


ma
= 7850 [кг] - масса полностью загруженного автомобиля;


g = 9,81 [м/с2
] - ускорение свободного падения;


f - коэффициент сопротивления качению автомобильного колеса.


Величина коэффициента сопротивления качению колеса – f, зависит от скорости автомобиля. Для его определения используют выражение, предложенное Б.С. Фалькевичем:



Коэффициент сопротивления качению колеса автомобиля рассчитываем для двух типов дорог с асфальтобетонным покрытием и для грунтовой дороги.


f 0
= 0,018- коэффициент сопротивления качению колес автомобиля по асфальтобетону;


f 0
= 0,03 - коэффициент сопротивления качению колес автомобиля по грунтовой дороге.


Для расчета действующей на автомобиль силы сопротивления воздуха воспользуемся выражением вида:


, [Н]


Кв
– коэффициент обтекаемости формы автомобиля;


Sx
–площадь проекции автомобиля на плоскость перпендикулярную продольной оси, [м2
].


При известном значении безразмерного коэффициента аэродинамического сопротивления Сх
= 0,91 можно легко определить значение коэффициента обтекаемости Кв
по выражению, предложенному академиком Е.А. Чудаковым:


Кв
= 0,5 × Сх
× r в
, [кг/м3
]


r в
= 1,225 , [кг/м3
] – плотность воздуха.


Кв
= 0,5 × 0,91 × 1,225 = 0,557375 [кг/м3
]


Для нахождения площади Миделя автомобиля Sx
воспользуемся выражением:


Sx
= 0,78 × Ва Н, [м2
]


Ва = 1,630 [м] – колея передних колес


Н = 2,905 [м] - высота автомобиля.


Sx
=1,630 × 2,905 = 4,73515 [м2
]


Значение максимального значения скорости - Va max
выбираем таким, чтобы оно было примерно на 10% больше наибольшего значения скорости, определенного для высшей передачи.


На графике тягового баланса должны быть нанесены линии, показывающие предельные величины сил сцепления ведущих колес, полностью загруженного автомобиля с дорогой, при следующих значениях коэффициента сцепления:


- = 0,8 - сухой асфальтобетон;


- = 0,6 - сухая грунтовая дорога;


- = 0,4 - мокрый асфальтобетон;


- = 0,2 - укатанная снежная дорога.


Значения предельных сил сцепления ведущих колес автомобиля с дорогой определяются по формуле:


Fсц
= mк
× g × j , [Н]



= 5815 [кг] - масса автомобиля, приходящаяся на заднюю ось.


Сила сцепления при ведущей задней оси:

















Fсц
, Н


Коэффициент сцепления


45636,12


0,8


34227,09


0,6


22818,06


0,4


11409,03


0,2



График тягового баланса (Приложение) строим на основе данных, таблиц 4 и 5. На графике отмечаем два значения максимальных скоростей движения автомобиля Va
max
.
на дороге с асфальтобетонным покрытием для двух высших передач.


Таблица 5. Рассчитанные значения сил сопротивления движению заносим в таблицу 5.



































































































































, [км/ч]


0


10


20


30


40


50


60


70


80


90


100


110


120


130


f1


0,018


0,01809


0,01836


0,01881


0,01944


0,02025


0,02124


0,02241


0,02376


0,02529


0,027


0,02889


0,03096


0,0332


Ff1
, [H]


1386,1


1393,08


1413,87


1448,53


1497,04


1559,42


1635,66


1725,76


1829,72


1947,54


2079,23


2224,77


2384,18


2557,4


f2


0,03


0,03015


0,0306


0,03135


0,0324


0,03375


0,0354


0,03735


0,0396


0,04215


0,045


0,04815


0,0516


0,0553


Ff2
, [H]


2310,2


2321,80


2356,46


2414,21


2495,07


2599,03


2726,10


2876,26


3049,53


3245,90


3465,38


3707,95


3973,63


4262,4


Fw
, [H]


0


20,3646


81,4584


183,281


325,833


509,115


733,126


997,866


1303,33


1649,53


2036,46


2464,11


2932,50


3441,6


Fw
+Ff1
, [H]


1386,1


1413,44


1495,33


1631,81


1822,87


2068,53


2368,78


2723,62


3133,05


3597,07


4115,69


4688,89


5316,68


5999,0


Fw
+Ff2
, [H]


2310,2


2342,17


2437,91


2597,48


2820,9


3108,15


3459,22


3874,1


4352,87


4895,44


5501,84


6172,07


6906,14


7704



3.
Динамический фактор автомобиля


Динамический фактор автомобиля представляет собой совокупность динамических характеристик, номограммы нагрузок автомобиля и графика контроля буксования его колес. Динамический фактор автомобиля дает представление о динамических свойствах автомобиля при заданных дорожных условиях и нагрузке автомобиля.


Динамическая характеристика - это зависимость динамического фактора автомобиля с полной нагрузкой от скорости его движения Di
= f(Va
). Графики динамического фактора строят для тех же условий движения, что и графики тягового баланса, т.е. для каждой передачи i. Динамическим фактором D автомобиля называется отношение разности силы тяги и силы сопротивления воздуха к весу автомобиля:



На графике динамической характеристики показываем также зависимость суммарного коэффициента сопротивления дороги y = f(Va
), который в случае разгона автомобиля на ровной, горизонтальной поверхности дороги численно равен коэффициенту сопротивления качению:


y = f + tga, где a - угол подъема дороги.


Суммарный коэффициент сопротивления дороги в нашем случае равен коэффициенту сопротивления качения.


Полученные при расчетах динамического фактора автомобиля данные заносим в таблицу 6.


Таблица 6. Значения параметров динамического фактора автомобиля на 1,2,3,4-ой передачах





























































































































































































пер-чи



, об/мин


500


800


1100


1400


1700


2000


2300


2600


2900


3200


3500


3800


1



, км/ч


2,256


3,609


4,962


6,316


7,669


9,023


10,376


11,729


13,083


14,436


15,790


17,143


Fw
, H


1,036


2,653


5,015


8,123


11,978


16,578


21,925


28,017


34,856


42,440


50,771


59,847


Di


0,252


0,264


0,273


0,277


0,278


0,275


0,267


0,256


0,241


0,222


0,199


0,172


2


Va
, км/ч


4,781


7,650


10,519


13,388


16,257


19,126


21,994


24,863


27,732


30,601


33,470


36,339


Fw
, H


4,656


11,919


22,534


36,501


53,820


74,491


98,514


125,89


156,61


190,69


228,12


268,91


Di


0,119


0,125


0,128


0,130


0,130


0,129


0,125


0,119


0,112


0,103


0,091


0,078


3


Va
, км/ч


8,640


13,824


19,008


24,192


29,376


34,560


39,744


44,928


50,112


55,296


60,480


65,664


Fw
, H


15,202


38,918


73,579


119,18


175,73


243,23


321,68


411,07


511,40


622,68


744,91


878,08


Di


0,066


0,069


0,070


0,071


0,070


0,069


0,066


0,062


0,056


0,050


0,042


0,034


4


Va
, км/ч


14,774


23,639


32,504


41,369


50,233


59,098


67,963


76,827


85,692


94,557


103,42


112,28


Fw
, Н


44,453


113,8


215,15


348,51


513,87


711,2


940,6


1202


1495,4


1820,8


2178,2


2567,6


Di


0,039


0,041


0,041


0,040


0,038


0,034


0,030


0,025


0,019


0,012


0,003


-0,006



Таблица 7. Значение коэффициентов суммарного сопротивления движению автомобиля


















































Va
, км/ч


0


10


20


30


40


50


60


70


80


90


100


110


120


130


ψ1


0,018


0,018


0,018


0,019


0,019


0,020


0,021


0,022


0,024


0,025


0,027


0,029


0,031


0,033


ψ2


0,030


0,030


0,031


0,031


0,032


0,034


0,035


0,037


0,040


0,042


0,045


0,048


0,052


0,055



С изменением веса автомобиля динамический фактор изменяется, чтобы не пересчитывать при каждом изменении нагрузки автомобиля величину динамического фактора, динамическую характеристику дополняют номограммой нагрузок. Для этого мы должны на графике добавить еще одну шкалу D0
динамического фактора для автомобиля в снаряженном состоянии.


Масштаб для шкалы Do
определяем по формуле:



аа
- масштаб шкалы динамического фактора для автомобиля с полной нагрузкой;


mo
- собственная масса автомобиля в снаряженном состоянии, с учетом массы водителя (масса водителя 70 кг.).


аа
= 0,01


mo
= 3350+70 = 3420 кг.



= 7850 кг.


a0
=0,01∙(3420/7850) = 0,0043


Равнозначные деления шкал Do
и Da
соединяем прямыми линиями. График контроля буксования представляет собой зависимость динамического фактора по сцеплению колес автомобиля с дорогой от массы автомобиля. Он позволяет определить предельную возможность движения автомобиля при гарантии отсутствия буксования его колес.


Сначала по формулам, приведенным ниже, определяют предельные значения динамического фактора по сцеплению для автомобиля с полной нагрузкой - Da сц
и в снаряженном состоянии - Dо сц
для реальных коэффициентов сцепления колес автомобиля с дорогой - jх
, в диапазоне от jх
= 0,1 ¸ 0,8


,


,


mсц
=5815 [кг] - масса, приходящаяся на заднюю ось при полной нагрузке;



=7850 [кг];


mо сц
= 2015 [кг] - масса, приходящаяся на заднюю ось в снаряженном состояния;



=7850 [кг].


Рассчитываем значения динамического фактора по сцеплению для автомобиля с полной нагрузкой - Da сц
и в снаряженном состоянии - Dо сц
, полученные значения заносим в таблицу 8.


Таблица 8.






































Коэффициент сцепления


Da сц


Dо сц


0,1


0,074


0,06


0,2


0,148


0,12


0,3


0,22


0,18


0,4


0,29


0,24


0,5


0,37


0,3


0,6


0,44


0,36


0,7


0,51


0,42


0,8


0,59


0,48



Затем предельные значения динамического фактора Da сц
по сцеплению откладываем по оси Dа
и полученные точки соединяем прямой штриховой линией. На каждой линии указываем величину коэффициента сцепления jх
.


На графике динамической характеристики (Приложение) отмечаем значение максимальной скорости движения автомобиля Va
max
на дороге с асфальтобетонным покрытием для высшей передачи.


4.
Характеристика ускорений автомобиля


Характеристика ускорений - это зависимость ускорений автомобиля от скорости ja
i
= f(Va
), [м/с2
], при его разгоне на каждой передаче.


Указанные зависимости строим для случая разгона полностью загруженного автомобиля, на ровной горизонтальной дороге с асфальтобетонным покрытием. Величину ускорений при разгоне автомобилей рассчитываем из выражения:


, [м/с2
]


y - коэффициент суммарного дорожного сопротивления движения автомобиля по асфальтобетонному покрытию (y = f );


dвр
– коэффициент, учитывающий инерцию вращающихся масс при разгоне автомобиля.


Коэффициент dвр
рассчитываем по формуле:




= 0,550 [кг/м2
] - момент инерции маховика и разгоняющихся деталей двигателя;



= 8,330 [кг/м2
] - момент инерции колеса автомобиля;


n = 6 - общее число колес автомобиля.


Значения коэффициента dвр
и ускорений при разгоне автомобиля рассчитываем для каждой передачи в основной коробке и включения пониженной передачи в раздаточной коробке. Полученные при расчетах значения заносим в таблицу 9.


Таблица 9. Значения ускорений, действующих при разгоне автомобиля на 1,2,3,4 передачах













































































































































































































































































































пер-чи



,


об/мин


500


800


1100


1400


1700


2000


2300


2600


2900


3200


3500


3800


1



, км/ч


2,256


3,609


4,962


6,316


7,669


9,023


10,376


11,729


13,083


14,436


15,790


17,2


Di


0,252


0,264


0,273


0,277


0,278


0,275


0,267


0,256


0,241


0,222


0,199


0,17


ψ1


0,018


0,018


0,018


0,018


0,018


0,018


0,018


0,018


0,018


0,018


0,018


0,01


Di
-ψ1


0,234


0,246


0,255


0,259


0,260


0,257


0,249


0,238


0,223


0,204


0,181


0,15


jai
, м/с2


1,562


1,645


1,701


1,731


1,735


1,713


1,664


1,589


1,488


1,361


1,208


1,02


2



, км/ч


4,781


7,650


10,519


13,388


16,257


19,126


21,994


24,863


27,732


30,601


33,470


36,339


Di


0,119


0,125


0,128


0,130


0,130


0,129


0,125


0,119


0,112


0,103


0,091


0,07


ψ1


0,018


0,018


0,018


0,018


0,018


0,018


0,018


0,019


0,019


0,019


0,019


0,01


Di
-ψ1


0,101


0,107


0,110


0,112


0,112


0,110


0,107


0,101


0,093


0,084


0,072


0,05


jai
, м/с2


0,878


0,928


0,962


0,978


0,978


0,962


0,929


0,879


0,813


0,730


0,630


0,51


3



, км/ч


8,640


13,824


19,008


24,192


29,376


34,560


39,744


44,928


50,112


55,296


60,480


65,6


Di


0,066


0,069


0,070


0,071


0,070


0,069


0,066


0,062


0,056


0,050


0,042


0,03


ψ1


0,018


0,018


0,018


0,019


0,019


0,019


0,019


0,020


0,020


0,021


0,021


0,02


Di
-ψ1


0,048


0,050


0,052


0,052


0,052


0,050


0,046


0,042


0,036


0,029


0,021


0,01


jai
, м/с2


0,441


0,467


0,482


0,486


0,478


0,459


0,429


0,388


0,336


0,272


0,197


0,11


4



, км/ч


14,774


23,639


32,504


41,369


50,233


59,098


67,963


76,827


85,692


94,557


103,42


112


Di


0,039


0,041


0,041


0,040


0,038


0,034


0,030


0,025


0,019


0,012


0,003


-0,00


ψ1


0,018


0,019


0,019


0,020


0,020


0,021


0,022


0,023


0,025


0,026


0,028


0,02


Di
-ψ1


0,021


0,022


0,022


0,020


0,017


0,013


0,008


0,002


-0,006


-0,014


-0,024


-0,03


jai
, м/с2


0,201


0,208


0,204


0,189


0,163


0,126


0,077


0,018


-0,053


-0,135


-0,228


-0,33



По данным таблицы 8 строим график ускорений (Приложение).


5.
Характеристика времени и пути разгона автомобиля


Характеристика разгона представляет собой зависимости времени t = f(Va
), [c] и пути S = f(Va
), [м], разгона полностью загруженного автомобиля, на отрезке ровного горизонтального шоссе с асфальтобетонным покрытием. При определении времени разгона воспользуемся графиком зависимости ja
i
= f(Va
).


Время движения автомобиля, при котором его скорость возрастает на величину DVi
, определяется по закону равноускоренного движения:


, [c]


Величину интервала скоростей DVi
выбираем равной 3 км/час. При этом ускорение движения автомобиля на интервале скоростей интегрирования равно полусумме ускорений в начале и конце интервала.


Суммарное время разгона автомобиля на заданной передаче от минимальной скорости Va min
до максимальной скорости Va max
находим суммированием времени разгона на интервалах:


, [c]


q – общее число интервалов.


Время переключения передач принимаем равным 3 секунды и скорость движения автомобиля принимаем постоянной.


Полученные при расчетах данные заносим в таблицу 10.


Таблица 10. Значения времени разгона автомобиля


>




























































































































∆Vi, [км/ч]


3


3


3


3


3


3


3


3


3


3


3


3


ji-1, [м/с2]


0


1,575


1,728


1,724


1,575


1,26


0,972


0,945


0,9


0,846


0,72


0,666


ji, [м/с2]


1,575


1,728


1,724


1,575


1,26


1,207


0,945


0,9


0,846


0,72


0,666


0,477


∆t, [с]


1,05


0,504


0,482


0,505


0,587


0,6755


0,869


0,903


0,954


1,064


1,202


1,458


t, [с]


1,56


2,04


2,55


3,13


3,814


4,683


5,587


6,541


7,605


8,808


10,266


0,477


0,414


0,387


0,36


0,333


0,306


0,27


0,225


0,189


0,085


0,063


0,045


0,032


0,414


0,387


0,36


0,333


0,306


0,27


0,225


0,189


0,108


0,063


0,045


0,032


0,027


1,870


2,08


2,231


2,405


2,608


2,893


3,367


4,025


5,611


11,261


15,432


21,645


28,248


12,137


14,21


16,448


18,853


21,462


24,355


27,722


31,74


37,36


48,621


64,053


85,698


113,947



Путь разгона автомобиля находим, используя результаты расчетов времени разгона (таблица 10).


При равноускоренном движении в интервале скоростей DVi
= Vi
- Vi-1
путь, проходимый автомобилем:


DSi
= (Vi-1
+ Vi
) × Dti
/ 7,2 [м]


Путь, проходимый автомобилем при его разгоне, от минимальной скорости Va min
= 0 до максимальной - Va max
, находим, суммируя расстояния DSi
на интервалах:


[м]


q – общее число интервалов.


Путь, пройденный автомобилем за время tп
переключения передачи с индексом i на передачу с индексом i+1 составляет:


DSП
= Vi
max
× tП


DSП
(1-2) = 15 [м]


DSП
(2-3) = 27 [м]


DSП
(3-4) = 51 [м]


Данные, полученные при расчете пути разгона автомобиля, заносим в таблицу 11.


Таблица 11. Значения пути разгона автомобиля

























































∆t, [с]


1,0582


0,5045


0,4828


0,5052


0,5878


0,6755


0,8694


0,90334


0,9545


1,0642


1,2025


1,4581


Vi-1+Vi, [км/ч]


3


9


15


21


27


33


39


45


51


57


63


69


∆Si, [м]


0,4409


0,6307


1,0058


1,4735


2,2045


3,0964


4,7093


5,6458


6,7614


8,4255


10,5218


13,9739


S, [м]


1,0716


1,6365


2,4793


3,678


5,301


7,8057


10,3552


12,4073


15,187


18,9474


24,4958



Продолжение табл. 11


























































1,8705574


2,0807


2,2311


2,405


2,6082


2,8935


3,367


4,0257


5,611


11,261


15,432


21,645


28,2485


75


81


87


93


99


105


111


117


123


129


135


141


147


19,484973


23,4082


26,9596


31,0646


35,8633


42,1971


51,9079


65,4186


95,866


201,764


289,351


423,881


576,74


33,458921


42,8932


50,3679


58,0243


66,9279


78,0604


94,1051


117,326


161,284


297,63


491,116


713,233


1000,62



По данным таблиц 10 и 11 строим график времени и пути разгона автомобиля (Приложение).


6.
Мощностной баланс автомобиля


Мощностной баланс автомобиля представляет собой совокупность зависимостей мощностей на ведущих колесах автомобиля NК
i
= f(Va
), [кВт], для всех передаточных чисел трансмиссии, мощностей сопротивления дороги Ny = f(Va
), [кВт] и воздуха Nw
=f(Va
), [кВт], от скорости движения Va
, [км/ч].


Развиваемую на коленчатом валу двигателя мощность нетто - Nе
¢ = 0,9 × Nе
берем из таблицы 1.


Определим мощность, приведенную от двигателя к колесам автомобиля, на каждой передаче в КПП с учетом потерь в трансмиссии:



i
= Nе
¢ × hТР


Полученные при расчетах данные заносим в таблицу 12.


Таблица 12. Значения мощности на колесах автомобиля на 1,2,3,4 передачах





























































































































































































пер-чи


ne,
[об/мин]


500


800


1100


1400


1700


2000


2300


2600


2900


3200


3500


3800


1



, [км/ч]


2,26


3,61


4,96


6,32


7,67


9,02


10,38


11,73


13,08


14,44


15,79


17,14



', [кВт]


13,45


22,58


32,04


41,46


50,46


58,67


65,71


71,20


74,78


76,05


74,65


70,20



, [H]


12,16


20,41


28,96


37,48


45,62


53,04


59,40


64,37


67,60


68,75


67,48


63,46


2



, [км/ч]


4,78


7,65


10,52


13,39


16,26


19,13


21,99


24,86


27,73


30,60


33,47


36,34



', [кВт]


13,45


22,58


32,04


41,46


50,46


58,67


65,71


71,20


74,78


76,05


74,65


70,20



, [H]


12,16


20,41


28,96


37,48


45,62


53,04


59,40


64,37


67,60


68,75


67,48


63,46


3



, [км/ч]


8,64


13,82


19,01


24,19


29,38


34,56


39,74


44,93


50,11


55,30


60,48


65,66



', [кВт]


13,45


22,58


32,04


41,46


50,46


58,67


65,71


71,20


74,78


76,05


74,65


70,20



, [H]


12,16


20,41


28,96


37,48


45,62


53,04


59,40


64,37


67,60


68,75


67,48


63,46


4



, [км/ч]


14,77


23,64


32,50


41,37


50,23


59,10


67,96


76,83


85,69


94,56


103,42


112,29



', [кВт]


13,45


22,58


32,04


41,46


50,46


58,67


65,71


71,20


74,78


76,05


74,65


70,20



, [H]


12,66


21,25


30,16


39,02


47,50


55,22


61,85


67,02


70,38


71,58


70,26


66,07



Определяем мощность, затрачиваемую на преодоление сопротивления воздуха:



Определяем мощность суммарного сопротивления дороги из выражения:



Fy = Ff + Fa,


причем Fa - сила, затрачиваемая на преодоление автомобилем подъема. Поскольку расчет мощностного баланса ведется для случая разгона полностью загруженного автомобиля на ровной горизонтальной опорной поверхности дороги (Fa = 0), выражение учитывает только силу сопротивления качению Ff . Величину Ff выбираем из таблицы 5 для асфальтобетонного и грунтового покрытия.


Рассчитанные значения заносим в таблицу 13.


Таблица 13. Значения мощности, затрачиваемой автомобилем на сопротивление движению



























































































































, [км/ч]


10


20


30


40


50


60


70


80


90


100


110


120


130


Ff1
, [H]


1393


1413,8


1448,5


1497,0


1559,4


1635,6


1725,7


1829,7


1947,5


2079,2


2224,7


2384,1


2557,4


Nf1
, [кВт]


3,87


7,85


12,07


16,63


21,66


27,26


33,56


40,66


48,69


57,76


67,98


79,47


92,35


Ff2,
[H]


2321,8


2356,4


2414,2


2495,0


2599,


2726,1


2876,2


3049,5


3245,9


3465,3


3707,9


3973,6


4262,4


Nf2
, [кВт]


6,45


13,09


20,12


27,72


36,10


45,44


55,93


67,77


81,15


96,26


113,30


132,45


153,92


Nw
, [кВт]


0,06


0,45


1,53


3,62


7,07


12,22


19,40


28,96


41,24


56,57


75,29


97,75


124,28


Nw
+Nf1
, [кВт]


3,93


8,31


13,60


20,25


28,73


39,48


52,96


69,62


89,93


114,32


143,27


177,22


216,63


Nw
+Nf2
, [кВт]


6,51


13,54


21,65


31,34


43,17


57,65


75,33


96,73


122,39


152,83


188,59


230,20


278,20



График мощностного баланса автомобиля (Приложение) строим для каждой передачи КПП. На графике отмечаем:


- значение максимальной скорости движения автомобиля Va max
на дороге с асфальтобетонным покрытием для высшей передачи;


- графики мощности, подведенной от двигателя к колесам автомобиля - NК
;


- графики мощности двигателя нетто на коленчатом валу Nе
¢.


7.
Топливно-экономическая характеристика автомобиля


Топливно-экономическая характеристика автомобиля позволяет определять расход топлива в зависимости от скорости его движения. Она представляет собой график зависимости путевого расхода топлива от скорости автомобиля Qs = f(Va). Этот график характеризует топливную экономичность автомобиля при его движении с постоянной скоростью и позволяет определить расход топлива при известных значениях этой скорости Va
и суммарной мощности сопротивлений дороги Ny
и воздуха Nw
. Графики топливно-экономической характеристики автомобиля строим для его движения на двух высших передачах, с полной нагрузкой, для двух типов дорог. Расчет топливно-экономической характеристики ведем на основе тягового баланса автомобиля, функции зависимости удельного расхода топлива ge
= f(ne
)


Сначала рассчитываем часовой расход топлива по формуле:


, [кг/ч]


ge
– функция зависимости удельного расхода топлива от частоты вращения коленчатого вала двигателя, [г/кВт×ч] берем из таблицы 1;


Ny
+ Nw
- суммарная мощность сопротивления движению автомобиля, [кВт];


Ku
- коэффициент, учитывающий изменение удельного расхода топлива - ge
в зависимости от коэффициента использования мощности двигателя U.


Численные значения коэффициента Ku
рассчитываем с помощью эмпирической формулы:



Коэффициент использования мощности двигателя U рассчитываем по следующей формуле:


,


Значения путевого расхода топлива определяем по выражению:




= 0,73 , [г/см3
] - плотность бензина;


Полученные при расчетах топливно-экономической характеристики значения для двух высших передач и для двух типов дорожного покрытия заносим в таблицы 14.


Таблицы 14. Значения путевого расхода топлива автомобиля ГАЗ-3307 на 3,4 передачах при движении автомобиля по асфальтобетону


































































































































































































































































































































































ne,
[об/мин]


500


800


1100


1400


1700


2000


2300


2600


2900


3200


3500


3800


4100


4400


Va
, [км/ч]


8,64


13,82


19,01


24,19


29,38


34,56


39,74


44,93


50,11


55,30


60,48


65,66


70,85


76,03



, [кВт]


3,34


5,37


7,45


9,59


11,80


14,10


16,51


19,05


21,72


24,55


27,55


30,73


34,13


37,74


Nw
, [кВт]


0,04


0,15


0,39


0,80


1,43


2,34


3,55


5,13


7,12


9,56


12,51


16,02


20,12


24,86


(Nψ
+Nw
)/ηтр
, [кВт]


3,73


6,11


8,67


11,49


14,64


18,18


22,19


26,74


31,90


37,73


44,32


51,72


60,00


69,25


Ne
', [кВт]


13,45


22,58


32,04


41,46


50,46


58,67


65,71


71,20


74,78


76,05


74,65


70,20


62,33


50,65


U


0,28


0,27


0,27


0,28


0,29


0,31


0,34


0,38


0,43


0,50


0,59


0,74


0,96


1,37


ge
, [г/кВт∙ч]


324,5


301,2


283,4


271,1


264,4


263,1


267,3


277


292,2


313


339,2


370,9


408,1


450,9


Ku


2,06


2,09


2,09


2,06


2,00


1,91


1,79


1,64


1,46


1,25


1,03


0,86


0,96


2,26


GT
, [кг/ч]


2,49


3,84


5,13


6,41


7,73


9,14


10,64


12,18


13,64


14,82


15,54


16,53


23,50


70,64


Qs
,[л/100км]


39,49


38,08


36,98


36,30


36,06


36,22


36,66


37,14


37,30


36,70


35,20


34,49


45,43


127,2


ne,
[об/мин]


500


800


1100


1400


1700


2000


2300


2600


2900


3200


3500


3800


4100


4400


Va
, [км/ч]


14,77


23,64


32,50


41,37


50,23


59,10


67,96


76,83


85,69


94,56


103,4


112,2


121,1


130



, [кВт]


5,75


9,36


13,18


17,29


21,78


26,73


32,21


38,31


45,11


52,68


61,12


70,49


80,88


92,37


Nw
, [кВт]


0,18


0,75


1,94


4,00


7,17


11,68


17,76


25,65


35,60


47,82


62,58


80,09


100,5


124,3


(Nψ
+Nw
)/ηтр
, [кВт]


6,30


10,73


16,06


22,63


30,76


40,80


53,09


67,96


85,75


106,7


131,4


159,9


192,8


230,2


Ne
', [кВт]


13,45


22,58


32,04


41,46


50,46


58,67


65,71


71,20


74,78


76,05


74,65


70,20


62,33


50,65


U


0,47


0,48


0,50


0,55


0,61


0,70


0,81


0,95


1,15


1,40


1,76


2,28


3,09


4,55


ge
, [г/кВт∙ч]


324,5


301,2


283,4


271,1


264,4


263,1


267,3


277


292


313


339,2


370,9


408,1


450,9


Ku


1,33


1,31


1,24


1,13


1,01


0,89


0,84


0,95


1,37


2,45


4,92


10,51


24,10


62,89


GT
, [кг/ч]


2,72


4,24


5,65


6,94


8,18


9,58


11,98


17,85


34,40


82,01


219,2


623,6


1896


6528


Qs
,[л/100км]


25,26


24,59


23,81


22,99


22,30


22,22


24,14


31,82


54,99


118,8


290,3


760,8


2144


6878



Значения путевого расхода топлива автомобиля ГАЗ - 3307 на 3,4 передачах при движении автомобиля по грунту












































































































































































































































































































































ne,
[об/мин]


500


800


1100


1400


1700


2000


2300


2600


2900


3200


3500


3800


4100


4400


Va
, [км/ч]


8,64


13,82


19,01


24,19


29,38


34,56


39,74


44,93


50,11


55,30


60,48


65,66


70,85


76,03



, [кВт]


5,57


8,96


12,42


15,98


19,67


23,50


27,52


31,74


36,20


40,91


45,91


51,22


56,88


62,90


Nw
, [кВт]


0,04


0,15


0,39


0,80


1,43


2,34


3,55


5,13


7,12


9,56


12,51


16,02


20,12


24,86


(Nψ
+Nw
)/ηтр
, [кВт]


6,20


10,07


14,17


18,56


23,34


28,58


34,37


40,79


47,92


55,84


64,63


74,38


85,17


97,08


Ne
', [кВт]


13,45


22,58


32,04


41,46


50,46


58,67


65,71


71,20


74,78


76,05


74,65


70,20


62,33


50,65


U


0,46


0,45


0,44


0,45


0,46


0,49


0,52


0,57


0,64


0,73


0,87


1,06


1,37


1,92


ge
, [г/кВт∙ч]


324,5


301,2


283,4


271,1


264,4


263,1


267,3


277,0


292,2


313


339,2


370,9


408,1


450,9


Ku


1,36


1,40


1,41


1,40


1,35


1,28


1,19


1,07


0,96


0,86


0,86


1,14


2,26


6,35


GT
, [кг/ч]


2,73


4,25


5,67


7,02


8,33


9,62


10,89


12,13


13,40


15,09


18,90


31,44


78,53


278


Qs
,[л/100км]


43,22


42,11


40,89


39,78


38,85


38,13


37,53


37,00


36,64


37,37


42,81


65,59


151,8


500,9


ne,
[об/мин]


500


800


1100


1400


1700


2000


2300


2600


2900


3200


3500


3800


Va
, [км/ч]


14,77


23,64


32,50


41,37


50,23


59,10


67,96


76,83


85,69


94,56


103,42


112,29



, [кВт]


9,58


15,59


21,96


28,82


36,30


44,55


53,69


63,85


75,18


87,81


101,86


117,48


Nw
, [кВт]


0,18


0,75


1,94


4,00


7,17


11,68


17,76


25,65


35,60


47,82


62,58


80,09


(Nψ
+Nw
)/ηтр
, [кВт]


10,38


17,36


25,40


34,87


46,19


59,74


75,91


95,10


117,70


144,11


174,71


209,91


Ne
', [кВт]


13,45


22,58


32,04


41,46


50,46


58,67


65,71


71,20


74,78


76,05


74,65


70,20


U


0,77


0,77


0,79


0,84


0,92


1,02


1,16


1,34


1,57


1,89


2,34


2,99


ge
, [г/кВт∙ч]


324,55


301,26


283,47


271,19


264,40


263,12


267,33


277,05


292,28


313,00


339,23


370,95


Ku


0,85


0,85


0,84


0,85


0,90


1,05


1,40


2,11


3,49


6,14


11,33


22,05


GT
, [кг/ч]


2,85


4,44


6,08


8,05


11,01


16,54


28,39


55,54


119,99


276,88


671,46


1716,8


Qs
,[л/100км]


26,46


25,71


25,60


26,64


30,02


38,34


57,21


99,04


191,81


401,11


889,38


2094,5


Сохранить в соц. сетях:
Обсуждение:
comments powered by Disqus

Название реферата: Тяговый расчет автомобиля ГАЗ 3307

Слов:10177
Символов:110424
Размер:215.67 Кб.