РАСЧЕТ ТЯГОВО-СКОРОСТНЫХ СВОЙСТВ АВТОМОБИЛЯ.

2.1 РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ ДИНАМИЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ АВТОМОБИЛЯ

Динамический фактор вычисляется для каждой передачи в коробке и его график строится в зависимости от скорости движения автомобиля:

где G – вес автомобиля, G = m∙g;

m – полная масса грузового автомобиля, кг;

– тяговая сила ведущих колес, Н;

– сила сопротивления воздуха, Н;

– свободная сила тяги, Н.

Тяговая сила на i-й передаче в коробке вычисляется по формуле:

где – динамический радиус колеса, м;

Силу сопротивления воздуха определяем по формуле 1.7.

По формуле (2.1) вычисляют значения 8…10 ординат, а абсциссы подсчитываются по формуле:

Расчет по формулам 2.3;1.7;2.2;2.1 производим для каждого значения и каждой передачи, полученные значения заносим в таблицы 2.1 и соответственно для каждой передачи.

Например: для первого значения рад/с и первой передачи получим:

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

НАЗВАНИЕ ДОКУМЕНТА

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

, рад/с	73,27	92,89	112,52	132,14	151,77	171,39	191,02	210,64	230,27
, Н ∙ м	655,2	678,0	693,4	701,5	702,2	695,6	681,7	660,4	631,7
, м/с	0,66	0,84	1,02	1,20	1,37	1,55	1,73	1,91	2,08
,Н	54196,678	56079,257	57354,552	58022,564	58083,292	57536,737	56382,898	54621,776	52253,3707
,Н	1,3289163	2,1361821	3,1341423	4,3227938	5,7021379	7,2721748	9,0329044	10,984327	13,1264416
, Н	54195,349	56077,121	57351,418	58018,241	58077,59	57529,465	56373,866	54610,792	52240,2443
	0,21397	0,22140	0,22643	0,22906	0,22930	0,22713	0,22257	0,21561	0,20625

I передача

Таблица 2.1 – Расчетные данные для построения динамической характеристики

II передача

, рад/с	73,27	92,89	112,52	132,14	151,77	171,39	191,02	210,64	230,27
, Н ∙ м	655,2	678,0	693,4	701,5	702,2	695,6	681,7	660,4	631,7
, м/с	1,17	1,48	1,79	2,10	2,41	2,73	3,04	3,35	3,66
, Н	30824,361	31895,077	32620,401	33000,333	33034,872	32724,019	32067,774	31066,135	29719,1046
, Н	4,1082307	6,6038235	9,6889316	13,363546	17,62767	22,481304	27,924448	33,957102	40,5792665
,Н	30820,252	31888,473	32610,713	32986,97	33017,245	32701,538	32039,849	31032,178	29678,5253
	0,12168	0,12590	0,12875	0,13024	0,13036	0,12911	0,12650	0,12252	0,11717

, рад/с	73,27	92,89	112,52	132,14	151,77	171,39	191,02	210,64	230,27
, Н ∙ м	655,2	678,0	693,4	701,5	702,2	695,6	681,7	660,4	631,7
, м/с	2,05	2,60	3,15	3,70	4,25	4,80	5,35	5,90	6,45
, Н	17501,011	18108,927	18520,741	18736,453	18756,063	18579,571	18206,978	17638,282	16873,4843
, Н	12,744322	20,486009	30,056457	41,455637	54,683562	69,740232	86,625647	105,33981	125,882712
,Н	17488,266	18088,441	18490,684	18694,997	18701,38	18509,831	18120,352	17532,942	16747,6016
	0,06905	0,07142	0,07300	0,07381	0,07384	0,07308	0,07154	0,06922	0,06612

III передача

Таблица 2.1 (продолжение) – Расчетные данные для построения динамической характеристики

IVпередача

, рад/с	73,27	92,89	112,52	132,14	151,77	171,39	191,02	210,64	230,27
, Н ∙ м	655,2	678,0	693,4	701,5	702,2	695,6	681,7	660,4	631,7
, м/с	3,61	4,58	5,55	6,52	7,49	8,46	9,42	10,39	11,36
, Н	9936,0576	10281,197	10515,001	10637,47	10648,604	10548,402	10336,865	10013,992	9579,78463
, Н	39,538007	63,555832	93,247209	128,61205	169,65039	216,36223	268,74757	326,80641	390,538759
,Н	9896,5196	10217,641	10421,754	10508,858	10478,953	10332,04	10068,117	9687,1859	9189,24587
	0,03907	0,04034	0,04115	0,04149	0,04137	0,04079	0,03975	0,03825	0,03628

Таблица 2.1 (продолжение) – Расчетные данные для построения динамической характеристики

Vпередача

, рад/c	73,27	92,89	112,52	132,14	151,77	171,39	191,02	210,64	230,27
, Н ∙ м	655,2	678,0	693,4	701,5	702,2	695,6	681,7	660,4	631,7
, м/c	6,36	8,07	9,77	11,47	13,18	14,88	16,59	18,29	20,00
, Н	5645,4873	5841,5892	5974,4325	6044,0171	6050,3429	5993,4101	5873,2186	5689,7684	5443,05945
, Н	122,47293	196,87055	288,84255	398,38867	525,50903	670,20363	832,47247	1012,3155	1209,73286
,Н	5523,0143	5644,7187	5685,59	5645,6284	5524,8339	5323,2065	5040,7461	4677,4528	4233,32659
	0,02181	0,02229	0,02245	0,02229	0,02181	0,02102	0,01990	0,01847	0,01671

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

По результатам расчетов строится график D=D(V) (см. лист 1)

Ускорения автомобиля рассчитываются для каждой передачи по известным значениям динамического фактора по формуле:

где - коэффициент вращающихся масс на i-ой передачи;

где - коэффициент, учитывающий инерционный момент колес, 𝛿1=0,04;

- коэффициент, учитывающий инерционный момент маховика, ,

- передаточное число трансмиссии при включенной i-й передачи в коробке.

Подставим имеющиеся значения, получим:

Расчеты сводятся в таблицу 2.2 и по данным расчетов строится график ускорения автомобиля (см. рисунок 2).

Таблица 2.2 – Расчеты ускорения автомобиля

1 передача
	0,66	0,84	1,02	1,20	1,37	1,55	1,73	1,91	2,08
	0,2134	0,2214	0,2264	0,2291	0,2293	0,2271	0,22257	0,21561	0,20625
	0,013	0,013	0,013	0,013	0,013	0,013	0,013	0,013	0,013
	1,7849	1,8509	1,8956	1,9189	1,921	1,9017	1,8612	1,7993	1,7161
2 передача
	1,17	1,48	1,79	2,10	2,41	2,73	3,04	3,35	3,66
	0,1217	0,1259	0,12875	0,1302	0,13036	0,1291	0,1265	0,1225	0,11717
	0,013	0,013	0,013	0,013	0,013	0,013	0,013	0,013	0,013
	1,0049	1,0438	1,0701	1,0838	1,0848	1,0732	1,0489	1,0119	0,9624
3 передача
	2,05	2,60	3,15	3,70	4,25	4,80	5,35	5,90	6,45
	0,069	0,074	0,073	0,078	0,0738	0,0738	0,0715	0,0692	0,0661
	0,013	0,013	0,013	0,013	0,013	0,013	0,013	0,014	0,014
	0,525	0,547	0,5616	0,5689	0,5688	0,5614	0,5466	0,5244	0,4948
4 передача
	3,61	4,58	5,55	6,52	7,49	8,46	9,42	10,39	11,36
	0,0391	0,0403	0,0412	0,0415	0,0414	0,0408	0,03975	0,03825	0,03628
	0,013	0,014	0,014	0,014	0,014	0,014	0,014	0,014	0,014
	0,2445	0,2558	0,2627	0,2651	0,263	0,2564	0,2453	0,2297	0,2097
5 передача
	6,36	8,07	9,77	11,47	13,18	14,88	16,59	18,29	20,00
	0,028	0,023	0,0225	0,023	0,0218	0,0210	0,0199	0,01847	0,0167
	0,013	0,014	0,014	0,014	0,014	0,015	0,015	0,016	0,016
	0,0801	0,0828	0,0821	0,0779	0,0703	0,0593	0,0448	0,027	0,0056

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

2.2. РАСЧЕТ ВРЕМЕНИ И ПУТИ РАЗГОНА АВТОМОБИЛЯ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Из курса механики известно, что:

где j – ускорение,

Переходя к конечно-разностной форме записи, имеем:

В интервале скоростей 𝑖 считается, что автомобиль движется равноускорено, с ускорением поэтому:

Интервалы скоростей для расчета рекомендуется брать равными 0,5…1 м/с на первой передаче, 1..3 м/с на промежуточных передачах и 3…4 м/с на высшей.

Время разгона можно определить, просуммировав ∆𝑡 с нарастающим итогом:

где i = 1, 2, 3, …

Потеря скорости при переключении передач зависит от дорожных условий и определяется по формуле:

Время переключения определяется по формуле:

где с = 0,7.

Подставив свои значения, получим:

Так как потеря скорости при переключении известна (вычисляется по формуле 2.10), то путь, пройденный за время , находится из выражения:

где – скорость автомобиля в начале переключения передачи, м/с;

– скорость автомобиля в конце переключения передачи, м/с.

Полученные значения сводят в таблицу 2.3 и по ним строят графики (рис. 4).

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Таблица 2.3 - Время и путь разгона автомобиля

№ передач

I передача

переключение передачи

II передача

переключение передачи

III передача

IV передача

переключение передачи

V передача

1,04

2,08

1,87

2,77

3,66

3,45

4,95

6,45

6,24

8,8

11,4

6,24

13,12

1,0415

-0,21

0,8941

-0,21

1,4995

-0,22

2,5628

-0,23

6,88

0,5207

1,5622

2,3212

3,2152

4,201

5,7005

7,517

10,0799

9,68

16,56

1,9

1,72

1,08

1,07

0,96

0,57

0,56

0,5

0,26

0,25

0,21

0,08

0,07

0,01

0,9498

1,8079

1,0728

1,0164

0,562

0,5263

0,2581

0,2308

0,0737

0,0369

1,0965

0,5761

1,73

0,8334

0,8796

1,73

2,668

2,8493

1,73

9,9304

11,1056

1,73

93,374

186,4869

1,0965

1,6725

3,4

4,2327

5,1123

6,84

9,5118

12,361

14,09

24,0231

35,1287

36,86

130,232

316,7188

0,571

0,8999

3,42

1,9345

2,8281

6,16

11,2082

16,242

10,98

74,6474

111,943

15,22

903,459

3087,436

0,571

1,4709

4,89

6,8217

9,6498

15,81

27,0166

43,2589

54,24

128,89

240,833

256,1

1159,51

4246,944

3. РАСЧЕТ ТОПЛИВНОЙ ЭКОНОМИЧНОСТИ АВТОМОБИЛЯ

Топливная экономичность является одной из наиболее важных характеристик транспортных средств. Проблему уменьшения расхода топлива решают как созданием экономичных конструкций транспортных средств, так и совершенствованием методов эксплуатации автомобилей.

Расход топлива при движении автомобиля складывается из двух составляющих: расход, связанный с преодолением сил сопротивления движению автомобиля, и расход топлива, затрачиваемый на преодоление тепловых, механических и насосных потерь в двигателе, а также на привод вспомогательных агрегатов. Профессор И.М. Ленин установил, что массовый расход топлива на один оборот и на единицу рабочего объема двигателя линейно зависит от среднего эффективного давления двигателя:

где – расход топлива, г/оборот;

– рабочий объем двигателя, л;

– эмпирические коэффициенты;

– среднее эффективное давление, МПа.

В действительности коэффициент , характеризующий внутренние потери тепловой энергии сгорания топлива в двигателе, а также потери на привод вспомогательных агрегатов, является величиной переменной. Расход топлива при определении топливной экономичности измеряется в литрах на 100 км пробега. Если умножить обе части выражения (3.1) на и на число оборотов, которое сделает двигатель на пути 100 км, равное:

где – кинематический радиус колеса, м, и разделить на плотность топлива, то в левой части (3.1) получим расход топлива в литрах на 100 км. Кроме того, если учтем, что: