Исследование тягово-скоростных свойств автомобиля

 

 

 

 

 

 

-при скорости меньше 50км/ч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                       Рис.4. Диаграмма силового баланса.

 

3.2.2. Определение  максимальной скорости движения

 

 скорость автомобиля, км/ч;

 частота вращения  коленчатого вала двигателя, об/мин;

 динамический  радиус, м;

 передаточное  число трансмиссии;

 

 

Максимальная скорость автомобиля определяется по диаграмме силового баланса (пересечение кривой 5 и ).

3.2.3. Определение динамической  характеристики

Зависимость динамического фактора  от скорости представляет собой динамическую характеристику

Динамический фактор показывает, сколько  свободной тяговой силы приходится на единицу тяжести.

 

Свободная тяговая сила                

 

 

 

 

 

 

 

 

При .                                 

 

 

Условием движения автомобиля по динамическому  фактору является

 

Условие движения без буксования по динамическому фактору является

 

Если на динамический характеристике указать значение , то можно определить на каких передачах и с какой скоростью автомобиль может двигаться без буксования.

 

 

   Результаты определения динамической  характеристики                          Таблица 6.

№	Определяемый параметр	, км/ч
		2,81	5,15	7,5	9,84	12,18
		31723,6	37001,03	38849,38	37280,72	32281,03
		2,21	7,42	15,75	27,11	41,53
	D	0,168	0,196	0,205	0,197	0,170
	ψ	0,012	0,012	0,012	0,012	0,012
		0,381	0,449	0,473	0,453	0,388
		, км/ч
		4,69	8,61	12,53	16,44	20,36
		18985,2	22141,47	23249,63	22310,85	19318,76
		6,15	20,75	43,96	75,67	116,06
	D	0,1	0,117	0,123	0,118	0,101
	ψ	0,012	0,012	0,012	0,012	0,012
		0,417	0,496	0,523	0,498	0,423
		, км/ч
		7,8	14,41	20,96	27,51	34,06
		11350,29	13238,46	13899,78	13338,53	11549,71
		17,03	58,14	123,01	211,9	324,82
	D	0,06	0,069	0,073	0,069	0,059
	ψ	0,012	0,012	0,012	0,012	0,012
		0,341	0,41	0,433	0,408	0,337
		, км/ч
		13,08	23,99	34,89	45,80	56,70
		6818,34	7952,60	8349,86	8012,71	6938,13
		17,9	161,14	340,84	587,3	900,16
	D	0,036	0,041	0,042	0,039	0,031
	ψ	0,012	0,012	0,012	0,012	0,013
		0,206	0,251	0,261	0,235	0,163
		, км/ч
		21,85	40,06	58,27	76,48	94,7
		4082,83	4762,03	4999,92	4798,03	4154,57
		133,67	449,34	950,71	1637,7	2511,06
	D	0,02	0,022	0,021	0,0167	0,008
	ψ	0,012	0,012	0,014	0,0155	0,0173
		0,083	0,101	0,069	0,0116	-0,08

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.5. Диаграмма  динамической характеристики.

 

                                   3.2.4. Определение диаграммы ускорений

 

 

Зависимость ускорения от скорости представляет собой диаграмму ускорения 

 

 

 

 

 

Рис.6. Диаграмма ускорения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2.5. Определение пути и времени разгона

Для определения пути и времени  разгона автомобиля до заданной скорости используют графоаналитический метод. Для этого диаграмму разбивают (каждую кривую) на 5-10 равных интервалов.

При определении пути и времени  разгона до заданной скорости применяется  ряд допущений:

1. в каждом интервале автомобиль движется с постоянным средним ускорением
2. в каждом интервале автомобиль движется с постоянной средней скоростью

1 интервал:                                

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 падение скорости  за время переключения передач,  км/ч;

 время переключения передач, с;

 путь, проходимый автомобилем за время переключения передач, м.

 

Для дизельных двигателей      

 

 

 

Определение пути и времени  разгона                                                                   Таблица 7.

Порядковый № интервала		jн,        м/с2	jк,      м/с2	jср, м/с2	Vн, км/ч	Vк, км/ч	Vср, км/ч	Δt,         с	tp,           с	ΔS,         м	Sp,        м
	1	0,381	0,429	0,405	2,8	3,9	3,35	0,75	0,75	2,51	2,51
	2	0,429	0,449	0,439	3,9	5,1	4,5	0,76	1,51	3,42	5,93
	3	0,449	0,465	0,457	5,1	6,3	5,7	0,72	2,23	4,04	9,97
	4	0,465	0,473	0,469	6,3	7,5	6,9	0,71	2,94	4,9	14,87
	1	0,483	0,496	0,489	7,5	8,7	8,1	0,68	3,62	5,5	20,37
	2	0,496	0,509	0,502	8,7	10	9,35	0,66	4,28	6,2	26,57
	3	0,509	0,518	0,513	10	11,2	10,6	0,65	4,93	6,89	33,46
	4	0,518	0,523	0,520	11,2	12,5	11,85	0,69	5,62	8,17	41,63
	1	0,397	0,41	0,403	12,5	14,4	13,45	1,31	6,93	17,61	59,24
	2	0,41	0,421	0,415	14,4	16,7	15,55	1,54	8,47	23,9	90,14
	3	0,421	0,43	0,425	16,7	18,8	17,75	1,37	9,84	24,3	107,44
	4	0,43	0,433	0,431	18,8	20,9	19,85	1,35	11,19	26,8	120,24
	1	0,242	0,251	0,246	20,9	23,9	22,4	3,38	12,57	75,7	209,9
	2	0,251	0,259	0,255	23,9	27,4	26,65	3,81	18,38	101,5	280,44
	3	0,259	0,26	0,259	27,4	30,2	28,8	3,0	21,38	86,4	397,8
	4	0,26	0,261	0,260	30,2	33,3	31,75	3,31	25,69	105,1	600,9
	1	0,1	0,096	0,098	33,9	46	40	27,8	36,49	1112	1400,94
	2	0,096	0,073	0,0845	46	56,2	51,1	33,5	70,9	1712	2700.9
	3	0,073	0,041	0,057	56,2	67,9	62	44,5	110,4	2760	4500.9
	4	0,041	0	0,0205	67,9	80	73,9	77	180.4	5691	7177.9

 

                                                  

 

 

 

 

 

 

Рис.7. Диаграмма  скоростной характеристики разгона

3.4. Анализ результатов расчёта  оценочных параметров тягово-скоростных  свойств

В результате расчётов оценочных параметров тягово-скоростных свойств автомобиля прототипа были определены: максимальная скорость на каждой передаче, максимальная тяговая сила, максимальное ускорение  на каждой передаче, максимальный динамический фактор на каждой передаче, а также  путь и время разгона до максимальной скорости движения.

Максимальная скорость на первой передаче составила 12.18 км/ч, на второй – 20.36 км/ч, на третьей – 34.06 км/ч, на четвёртой – 56,7 км/ч, на пятой – 100 км/ч.

Максимальная тяговая сила на первой передаче равна 38849.9Нм, на второй – 23249.6 Нм, на третьей – 13899.8Нм, на четвёртой – 8349.9Нм, на пятой – 4999.9 Нм.

Максимальный динамический фактор на первой передаче составляет – 0,205, на второй – 0,123, на третьей – 0,073, на четвёртой – 0,042, на пятой – 0,022.

Максимальное ускорение на первой передаче составляет – 0.473 м/с², на второй передаче – 0.523 м/с², на третьей передаче – 0.433 м/с², на четвёртой передаче – 0,261 м/с², на пятой передаче – 0,101 м/с².

Время разгона до максимальной скорости занимает 180.4 секунды, путь, проходимый автомобилем до достижения максимальной скорости составляет 7177.9 метров.

 

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОЦЕНОЧНЫХ ПАРАМЕТРОВ ТОПЛИВНОЙ ЭКОНОМИЧНОСТИ

 

Топливная экономичность автомобиля - свойство автомобиля рационально  использовать энергию сжигаемого топлива  при выполнении полезной работы.

4.1. Оценочные параметры

1. Контрольный расход топлива (расход топлива на единицу пути)

 

где расход топлива, л;

 пробег автомобиля, км.

2. Расход топлива на единицу

 

где пробег с грузом, км;

 грузоподъемность, т.

3. Часовой расход топлива

 

где плотность топлива, т/л;

 время работы, кг.

4. Удельный эффективный расход топлива

 

где мощность (реализуемая, эффективная).

5. Топливная экономическая характеристика установившегося движения

 

6. Расход топлива в городском цикле 
7. Расход топлива в магистральном цикле

 

4.2. Алгоритм определения топливно-экономической характеристики установившегося движения

Для определения ТЭХ (топливо экономическая  характеристика) расчетным  методом  используют метод Шлиппе:

 

 

где коэффициент, учитывающий изменение в зависимости от степени использования мощности;

 удельно-эффективный  расход топлива при мощности, кВт/ч;

 коэффициент,  учитывающий изменение  в зависимости от изменения частоты вращения коленчатого вала.

Алгоритм  определения топливо экономической  характеристики:

1. Строится диаграмма мощностного баланса

 

 

2. Полученную диаграмму мощностного баланса разбивают на интервалы
3. Для каждого интервала определяется мощность

 

4. По вспомогательному графику  для каждого интервала определяется
5. Для каждого интервала определяется частота вращения коленчатого вала

 

6. По вспомогательному графику  для каждого интервала определяется
7. Для каждого интервала определяется

 

8. Для каждого интервала определяется

 

9. Строится топливо экономическая характеристика

 

3. Расчет топливно-экономической характеристики установившегося движения

 

 

 

 

 

 

 

 

,где  - коэфицент учитывающий изменения

 - коэфицент учитывающий изменения от изменения частоты вращения коленчатого вала

 - удельный эффективный расход топлива при максимальной мощности

 

 

Топливная экономичность                                                                                  Таблица 8.

№ пере дачи	определяемый параметр	об/мин
		600	1100	1600	2100	2600
	Neэ ,кВт	29,85	63,84	97,51	122,81	131,67
	Nт ,кВт	24,78	52,99	80,93	101,93	109,28
	Va,км/ч	2,81	5,15	7,5	9,84	12,18
	Рк,н	2264,3	2264,3	2264,38	2264,3	2264,3
	Nк, кВТ	1.767	3.239	4.717	6.189	7.661
	Рв,н	2,21	7,42	15,75	27,11	41,53
	Nв, кВТ	0.0017	0.0106	0.0328	0.0741	0.1405
	Nк+Nв	1.768	3,249	4,749	6,263	7,801
	U	0,071	0,061	0,058	0,061	0,071
	kи	1,38	1,4	1,45	1,4	1,38
	ne/nN	0,23	0,42	0,61	0,8	1
	kоб	1,11	1,01	0,96	0,98	1
	gе	35,231	32,522	32,016	31,55	31,74
	gs	35,633	32,968	32,575	32,26	32,659
	Neэ ,кВт	29,85	63,84	97,51	122,81	131,67
	Nт ,кВт	24,78	52,99	80,93	101,93	109,28
	Va,км/ч	4,69	8,61	12,53	16,44	20,36
	Рк,н	2264,3	2264,3	2264,38	2264,3	2264,3
	Nк, кВТ	2,949	5,415	7,881	10,34	12,806
	Рв,н	6,15	20,75	43,96	75,67	116,06
	Nв, кВТ	0,008	0,049	0,153	0,345	0,656
	Nк+Nв	2,957	5,464	8,034	10,685	13,462
	U	0,119	0,103	0,099	0,104	0,123
	kи	1,3	1,35	1,34	1,36	1,28
	ne/nN	0,23	0,42	0,61	0,8	1
	kоб	1,11	1,01	0,96	0,98	1,1
	gе	33,189	31,36	29,587	30,654	32,38
	gs	33,626	31,977	30,76	32,008	34,394
	Neэ ,кВт	29,85	63,84	97,51	122,81	131,67
	Nт ,кВт	24,78	52,99	80,93	101,93	109,28
	Va,км/ч	7,8	14,41	20,96	27,51	34,06
	Рк,н	2264,3	2264,3	2264,38	2264,3	2264,3
	Nк, кВТ	4,906	9,062	13,183	17,303	21,423
	Рв,н	17,03	58,14	123,01	211,9	324,82
	Nв, кВТ	0,036	0,232	0,716	1,619	3,073
	Nк+Nв	4,942	9,294	13,899	18,922	24,496
	U	0,199	0,175	0,171	0,185	0,224
	kи	1,24	1,26	1,27	1,25	1,2
	ne/nN	0,23	0,42	0,61	0,8	1
	kоб	1,11	1,01	0,96	0,98	1
	gе	31,657	29,269	28,041	28,175	27,6
	gs	32,227	30,33	29,872	31,133	31,888
	Neэ ,кВт	29,85	63,84	97,51	122,81	131,67
	Nт ,кВт	24,78	52,99	80,93	101,93	109,28
	Va,км/ч	13,08	23,99	34,89	45,80	56,70
	Рк,н	2264,3	2264,3	2264,38	2264,3	2628,3
	Nк, кВТ	8,227	15,089	21,945	28,807	41,396
	Рв,н	17,9	161,14	340,84	587,3	900,16
	Nв, кВТ	0,065	1,073	3,303	7,471	14,17
	Nк+Nв	8,292	16,162	25,248	36,278	55,566
	U	0,334	0,305	0,312	0,356	0,508
	kи	1,15	1,17	1,16	1,14	0,9
	ne/nN	0,23	0,42	0,61	0,8	1
	kоб	1,11	1,01	0,96	0,98	1
	gе	29,359	27,179	25,612	25,695	18,4
	gs	29,899	29,416	29,774	32,696	28,971
	Neэ ,кВт	29,85	63,84	97,51	122,81	131,67
	Nт ,кВт	24,78	52,99	80,93	101,93	109,28
	Va,км/ч	21,85	40,06	58,27	76,48	94,7
	Рк,н	2264,3	2264,3	2648,81	2926,6	3279,7
	Nк, кВТ	13,743	25,197	42,873	62,174	86,275
	Рв,н	133,67	449,34	950,71	1637,7	2511,0
	Nв, кВТ	0,811	5	15,388	34,792	66,054
	Nк+Nв	14,554	30,197	58,261	96,966	152,32
	U	0,587	0,569	0,719	0,951	1,393
	kи	0,75	0,78	0,6	0,8	1
	ne/nN	0,23	0,42	0,61	0,8	1
	kоб	1,11	1,01	0,96	0,98	1
	gе	19,147	18,119	13,248	18,032	23
	gs	20,488	21,941	24	36,726	59,432

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.8.Диограмма  мощностного баланса

    

                                    Рис.9. Диаграмма топливной экономичности

  4.4. Анализ результатов расчёта топливно-экономической характеристики

В результате расчета топливно-экономической  характеристики максимальная тяговая  мощность проектируемого автомобиля на каждой передачи равна 109.28 кВт.

Максимальная скорость равна 100 км/ч. Максимальны и минимальный расход топлива на первой передачи равен 35.6 литров/100 км и 32.2 литров/100 км соответственно, на второй – 34.3 литров/100 км и 30.7литров/100 км, на третьей  - 29.8 литров/100 км и 32.2литров/100 км, на четвёртой – 32.2 литров/100 км и 28,9 литров/100 км, на пятой – 59.4 литров/100 км и 20.4 литров/100 км.

    

 

 

 

  5.0. Тормозное управление

5.1. Назначение, классификация  и предъявляемые требования

5.1.1. Назначение тормозного  управления

Тормозное управление автомобиля служит для замедления его движения вплоть до полной остановки и для удержания  на месте на стоянке.

                 5.1.2. Классификация тормозных механизмов

 

                                                        Тормозной механизм.

 

 

Механический (Фрикционный)

гидравлический

электрический

 

 

Дисковый

барабанный

колесный

трансмиссионный

 

 

Колодочный

ленточный

 

    Принудительное замедление может осуществляться различными способами: механическим, гидравлическим, электрическим, внеколесным.

Наиболее  широко используются фрикционные тормозные  механизмы. На легковых автомобилях  большого класса часто используются дисковые тормозные механизмы на передних колесах и барабанные колодочные на задних колесах.

На грузовых автомобилях независимо от их грузоподъемности устанавливаются барабанные колодочные тормозные механизмы. Лишь в последние  годы наметилась тенденция использования  дисковых механизмов для грузовых автомобилей.