WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 ||

Динамическая характеристика позволяет решать ряд тягово-динамических задач в широком диапазоне изменения «тяговых» нагрузок и скоростей автомобиля при его работе в различных дорожных условиях.

Основой для построения динамической характеристики является внешняя скоростная характеристика (карбюраторный двигатель) или регуляторная характеристика (дизель).

Динамический фактор представляет собой отношение избыточной касательной силы к силе тяжести автомобиля:

D = (Pк – Pв) / Gа = (Мкр iкп i0м / rк – kFv 2 / 13) / Gа, (13) где Pк – касательная сила тяги автомобиля, Н; Pв – сила сопротивления воздуха, Н; Gа – сила тяжести автомобиля с грузом, Н.

С целью получения данных для построения динамической характеристики автомобиля проводят ряд расчётов в следующей последовательности:

1. Задаётся ряд частот вращения коленчатого вала – 20, 40, 60, 80, 100 и 120% от ne max (табл. 1, 2).

2. Для выбранных частот вращения коленчатого вала двигателя подсчитывают значения скоростей автомобиля на каждой передаче по формуле v = 0,377 ni rк / iкп i0, км/ч. (14) 3. Определяют значение касательной силы тяги по передачам:

Pк = Мкр iк i0 тр / rк, Н. (15) Значение Мкр при каждом значении частоты вращения коленчатого вала определяют по построенной внешней скоростной характеристике двигателя, рис. 1.

4. Подсчитываются значения силы сопротивления воздуха для скоростей движения автомобиля, соответствующих исходным значениям частоты вращения коленчатого вала двигателя по формуле Pв = k F v 2 / 13, H. (16) 5. Определяют значение динамического фактора для каждой скорости на всех передачах по формуле D = Pк – Pв / Ga. (17) 6. Полученные данные заносят в табл. 5.

7. По данным табл. 5 строят графики динамического фактора для каждой передачи, рис. 2.

8. По динамической характеристике следует определить:

– максимальную скорость автомобиля на прямой передаче по горизонтальному асфальтированному шоссе;

– максимальный и минимальный динамический факторы на высшей и низшей передачах;

– значение максимально возможного подъёма, преодолеваемого автомобилем, в градусах на высшей и низшей передачах при движении по асфальтированному шоссе и сухой грунтовой дороге;

5. Результаты расчёта параметров Передача v, км/ч nv, мин– Мкр, Рк, Н Рв, Н D Н·м v, м/с Рис. 2. Зависимость динамического фактора от скорости автомобиля – значение максимального ускорения на дороге с заданным сопротивлением по формуле j = (Dmax – ) g /вр; (18) вр = 1+ 1 + 2 iкп2, 1 = 0,03 … 0,05 для одиночных автомобилей при номинальной нагрузке. Меньшие значения относятся к более тяжёлым автомобилям 2 = 0,04 … 0,06;

– буксование ведущих колёс.

Для определения возможности ведущих колёс необходимо сопоставить динамические факторы по тяге и сцеплению. С этой целью определяется динамический фактор по сцеплению для заданного коэффициента сцепления x. Значение динамического фактора откладывается на оси ординат, и проводится горизонталь.

В зоне вышепроведенной горизонтали Dсц< D, следовательно, трогание с места автомобиля на первой передаче невозможно, а при движении неизбежна его остановка.

В зоне ниже горизонтали Dсц соблюдается условие Dсц > D, следовательно, при полной нагрузке двигателя или при полной подаче топлива движение без пробуксовки ведущих колёс возможно на всех передачах, кроме первой.

Dсц = (Рсц – Рв) / Ga пренебрегая Рв, так как скорость при буксовании мала, то Dсц = Рсц / Ga = G2 x / Ga, где G2 – вес, приходящийся на ведущие колёса; x – коэффициент сцепления.

Для автомобиля, стоящего на горизонтальной дороге Rz2 = G2 = G l1 / L.

При движении mp2 = Rz2 / G2 = 1,2 … 1,35; (19) mp1 = Rz1 / G1 = 0,65 … 0,70, (20) т.е. G2 = (G l2 / L) (1,2 … 1,35);

G1 = (G l1 / L) (0,65 … 0,70).

При равномерном движении на горизонтальной дороге нормальные реакции дороги, действующие на колёса автомобиля, определяют по выражениям:

– для передних колёс Rz1 = Gl2 / L – (Рк rк + Рв hц) / L; (21) – для задних колёс Rz2 = Gl1 / L + (Рк rк + Рв hц) / L, (22) где l1 – расстояние от переднего моста до центра тяжести; l2 – расстояние от заднего моста до центра тяжести; L – расстояние между мостами, база; hц – высота расположения центра тяжести.

4. Расчёт времени разгона и торможения, пути разгона и торможения Время разгона автомобиля определяют при его движении по сухой асфальтированной горизонтальной дороге с начальной скоростью vн от 5 … 10 до 100 км/ч для легковых автомобилей и от vн от 5 до 50 км/ч для грузовых автомобилей.

Принимают, что муфта сцепления включена и не пробуксовывает, а дроссельная заслонка открыта полностью (рейка топливного насоса установлена на полную подачу у дизеля).

Вначале определяют ускорение при разгоне по формуле j = (D – ) g / вр, (23) где вр – коэффициент учёта вращающихся масс автомобиля; g – ускорение свободного падения.

Для каждой передачи подсчитывают коэффициент учёта вращающихся масс:

вр = 1,04 + 0,05 iкп2.

Запас динамического фактора D – при разгоне для различных передач и принятых скоростных режимов автомобиля находят, используя динамическую характеристику автомобиля (рис. 2, а), подставляют в формулу (23) и определяют ускорение для соответствующих скоростных режимов каждой передачи. Затем подсчитывают значения величин обратных ускорению 1/j и строят графики зависимости 1/j = (v) для каждой передачи, рис. 3.

Подсчитывают площадь каждого участка по формулам:

t1 = ab; t2 = (1 + 2) ab; t3 = (1 + 2 + 3) ab, где 1, 2, 3 – площади участков; a – масштаб скорости, м/с мм; b – масштаб величин обратных ускорению, с2/м · мм.

Суммарная площадь участков соответствует времени разгона от v0 до vn.

1 c, j м III II I 0 1 2 v0 v1 v2 vv, м/с Рис. 3. График зависимостей 1/ j = (v) t, tn c ttt v0 v1 v2 v3 vn v, м/с Рис. 4. График зависимости времени разгона от скорости t = (v) Используя полученные в расчёте значения времени разгона строят график времени разгона t = (v), рис. 4.

Для построения графика пути разгона автомобиля S = (v) используют график времени разгона, рис. 4.

Ординату графика t = (v) разбивают на участки t1, t2, t3, …, tn и проводят горизонтальные линии до пересечения с кривой t = (v).

Площади участков 1, 2, 3, …, n соответствуют пути, который автомобиль проходит при разгоне, двигаясь последовательно со скоростями v1, v2, v3, …, vn.

Путь, который проходит автомобиль, находят по формулам:

S1 = 1 ac; S2 = (1 + 2)ac; S3 = (1 + 2 + 3) ac, где с – масштаб времени, с/мм.

Суммарная площадь участков соответствует пути, который проходит автомобиль при разгоне от скорости v0 до vn. По полученным данным строят график пути разгона S = (v), рис. 5.

S, м Sn SSS v0 v1 v2 v3 vn v, м/с Рис. 5. График пути разгона автомобиля Действительный процесс разгона отличается от теоретического: не при всяком разгоне дроссельная заслонка открыта полностью, на буксование муфты сцепления затрачивается определённая энергия, мощность двигателя по динамической характеристике его на 7 … 8% меньше, по внешней характеристике.

Кроме того, не учтено время переключения передач 0,4 … 1,0 с. На рисунке 3 кривые 1 / j = (v) на различных передачах пересекают друг друга. Видимо оптимальным режимом переключения будут точки пересечения кривых.

Максимальные ускорения при разгоне находятся в пределах:

– легковые автомобили 2,0 … 3,5 м/с2 – 1 передача;

0,8 … 2,0 м/с2 – прямая;

– грузовые автомобили 1,8 … 2,8 м/с2 – 1 передача;

0,4 … 0,8 м/с2 – прямая.

Время разгона отечественных легковых автомобилей с места до 100 км/ч составляет 15 … 20 с.

Теоретически разгон до максимальной скорости будет бесконечно долгим, поэтому время разгона определяется не больше, чем до скорости vn = (0,8 … 0,9) vmax.

Замедление при торможении определяют по формуле jз = x g. (24) Время торможения определяют по формуле tтор = (vн – vк) / х g, (25) где vн и vк – скорость автомобиля соответственно в начале и конце торможения, м/с.

Время при торможении до полной остановки tтор = vн / 35х. (26) Путь торможения определяют по формуле S = ( vн – v2 ) / 2х g, (27) к где vн и vк – скорость в начале и конце торможения, м/с, или S = ( vн – v2 ) / 26х g, (28) к где vн и vк – скорость в начале и конце торможения, км/ч.

Путь при торможении до полной остановки, рис. 6.

Sтор = vн / 254х. (29) Для увязки теоретических расчётов с эксплуатационными данными служит коэффициент эффективности торможения kэ. Он учитывает непропорциональность тормозных сил на колёсах нагрузкам, приходящимся на колёса, а также износ, регулировку, замасливание и загрязнённость тормозных механизмов. Коэффициент торможения для легковых автомобилей составляет 1,2 и 1,4 … 1,6 для грузовых автомобилей и автобусов.

So, м So tтор Sтор, м tтор, м Sтор j3, м/сjv, м/с Рис. 6. Графики измерителей тормозных свойств автомобиля С учётом коэффициента эффективности торможения и тормозного пути формулы имеют вид:

2 tтор = kэ (vн – vк) / 35x; Sтор = kэ( vн – vк ) / 254х;

tтор = kэvн / 35x; Sтор = kэ vн / 254х.

Остановочный путь – путь проходимый автомобилем от момента, когда водитель заметил препятствие, до полной его остановки:

So = Sд + Sтор, где Sд – дополнительный путь, м.

So = (tр + tпр + 0,5ty) vн / 3,6 + kэ vн / 254х, (30) где tр – время реакции водителя, tр = 0,2 … 1,5 с; tпр – время срабатывания тормозного привода от момента нажатия на тормозную педаль до начала действия тормозных механизмов, гидравлические 0,2 с, пневматические – 0,6 с, автопоезда с пневмоприводом – 1,0 с; ty – время увеличения замедления от нуля до максимального значения, ty = 0,2 … 0,5 с; vн – начальная скорость, км/ч.

Остановочный путь автомобиль проходит за остановочное время to = tр + tпр + ty + tтор.

Диаграмму торможения представляет график изменения замедления и скорости автомобиля по времени при торможении, рис. 7.

5. Топливная экономичность автомобиля В качестве измерителей топливной экономичности автомобилей приняты:

– расход топлива на 100 км пробега;

– расход топлива на 1 тонно-километр.

v, м/с v j3, м/сjtпр tр tу tтор t, c to Рис. 7. Диаграмма торможения автомобиля Расход топлива в литрах на 100 км пробега определяют по формуле Qs = qe Ne ·100 / 103v, л / 100 км, (31) где qe – удельный расход топлива, г/кВт·ч; Ne – мощность двигателя, потребная для движения автомобиля в заданных условиях, кВт; v – скорость автомобиля, км/ч; т – плотность топлива, кг/л; для бензина т = 0,725 кг/л; для дизельного топлива т = 0,825 кг/л.

Эффективная мощность двигателя Ne определяется по формуле Ne = Рк / 3600тр = (v /3600тр) (Ga + kFv2 /13), (32) где – приведённый коэффициент дорожного сопротивления; Ga – сила тяжести автомобиля, Н; тр – КПД трансмиссии; k и F – соответственно коэффициент обтекаемости и площадь лобовой поверхности автомобиля.

Удельный расход топлива ge является величиной переменной, зависящей от скоростного и нагрузочного режимов работы двигателя. Чтобы учесть это влияние, удельный расход топлива ge определяют по формуле ge = Kп KN ge (Ne max), (33) где ge (Ne max) – удельный расход топлива при максимальной мощности двигателя, по внешней скоростной характеристике, г/кВт · ч; Kп и KN – коэффициенты, учитывающие соответственно влияние на удельный расход топлива скоростного и нагрузочного режимов работы двигателя.

Расчёт экономической характеристики следует вести в такой последовательности:

1. С учётом данных внешней скоростной характеристики рис. 1 определяют скорость автомобиля на прямой передаче по формуле v = 0,377rk n / iтр, км/ч. (34) 2. Мощность двигателя, требуемую для движения автомобиля на разных скоростях на одной из заданных дорог при полной загрузке двигателя, определяют по формуле (32).

KN Kп 2,1,2,1,1,1,1,0,0,0 0,2 0,4 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 ni /nvamax Ne vi /Nemax а) б) Рис. 8. Зависимость коэффициентов Kп и KN от частот вращения (а) и мощности двигателя (б) 3. Зная частоту вращения коленчатого вала двигателя для разных скоростей движения автомобиля, определяют отношения n / nv, n / nva max, согласно которым по графику рис. 8, а находят значения коэффициентов Kп.

4. По графику внешней характеристики двигателя для принятых частот вращения коленчатого вала находят значения эффективной мощности Ne (вн) и согласно отношению Ne / Ne (вн) по графику рис. 8, б устанавливают в соответствии с типом двигателя значение коэффициента KN.

5. Согласно полученным значениям ge и Ne для разных скоростей движения на прямой передаче автомобиля определяют расход топлива на 100 км пути по формуле (31).

6. Аналогично проводится расчёт топлива на 100 км пробега автомобиля для других сопротивлений дорог с учётом коэффициентов сопротивлений.

7. На основании полученных расчётных данных составляется таблица по следующей форме:

6. Результаты расчёта параметров двигателя v, n, Ne / KN ge, Qs, км/ч мин–1 ng / nv Kп Ne Ne(вн) г/кВт·ч л/100 км 8. Проводят построение экономической характеристики автомобиля для заданных дорожных условий Qs = (v) (рис. 9).

Qs, л/100 км A C v, м/с Рис. 9. Экономическая характеристика автомобиля 9. По графику экономической характеристики автомобиля проводится анализ его работы: определяют наиболее экономичную скорость, отмечают участки повышенных расходов топлива в зонах больших и малых скоростей, устанавливают максимально возможные скорости в зависимости от дорожных сопротивлений.

Для грузовых автомобилей экономическая скорость находится в пределах 35 … 45 км/ч; для легковых – 70 км/ч.

В заключении необходимо указать влияние эксплуатационных факторов на экономические качества автомобиля.

Сделать выводы по курсовой работе.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Вахламов, В.К. Техника автомобильного транспорта. Подвижной состав и эксплуатационные свойства : учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / В.К. Вахламов. – М. : Изд. центр «Академия», 2004. – 528 с.

2. Гришкевич, А.И. Автомобили. Теория : учебник для вузов / А.И. Гришкевич. – Минск : Высш. шк., 1986.

3. Гуревич, А.М. Тракторы и автомобили / А.М. Гуревич, Е.М. Сорокин. – изд. 4-е, перераб. и доп. – М. : Колос, 1980.

Приложение Значения коэффициентов сцепления х и сопротивления качению х при состоянии дороги Вид дороги сухое мокрое х х Асфальтобетонное покрытие 0,015 … 0,018 0,7 … 0,8 0,35…0,Гравийно-щебёночная дорога 0,020 … 0,030 0,6 … 0,7 0,3 … 0,Булыжная мостовая 0,025 … 0,035 0,4 … 0,5 – Сухая грунтовая дорога 0,03 … 0,05 0,5 … 0,6 0,2 … 0,Грунтовая дорога после дождя 0,05 … 0,15 – 0,3 … 0,Песчаная 0,17 … 0,30 0,5 … 0,6 0,4 … 0.Снежная укатанная дорога 0,03 … 0,04 0,2 0,Лёд 0,02 … 0,03 0,1 0,При возрастании скорости выше 50 км/ч коэффициент сопротивления качению можно подсчитать по формуле = (115 + v) / 10 000, где v – скорость, км/ч.

Pages:     | 1 ||










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.