Расчет топливной экономичности
Расчет топливной экономичности будем выполнять для движения автомобиля на третьей и четвертой передачах для груженого автомобиля.
В расчете будем использовать скорости движения автомобиля, найденные выше на указанных передачах, постоянную силу Pi сопротивления подъему, силу сопротивления качению Pf и силу сопротивления воздуха PW .
Для начала вычислим мощность NП в кВт, требуемую для движения автомобиля с постоянной скоростью:
П = (Pi + Pf + PW)*V/hтр/1000,
где hтр - коэффициент полезного действия трансмиссии.
На III передаче:
NП = (213,89 + 214,2+ 6,31)*3,4/ 0,88/ 1000 = 1,68
NП = (213,89 + 218,2+ 77,32)*11,9/ 0,88/ 1000 = 6,89
NП = (213,89 + 223,7+ 174,94)*17,9/ 0,88/ 1000 = 12,46
NП = (213,89 + 231,8+ 317,12)*24,1/ 0,88/ 1000 = 20,89
NП = (213,89 + 243,3+ 521,33)*30,9/ 0,88/ 1000 = 34,36
На IV передаче:
NП = (213,89+ 214,7+ 14,2)*5,1/ 0,88/ 1000 = 2,57
NП = (213,89+ 223,5+ 171,06)*17,7/ 0,88/ 1000 = 12,24
NП = (213,89+ 235,7+ 386,33)*26,6/ 0,88/ 1000 = 25,27
NП = (213,89+ 253,6+ 703,7)*35,9/ 0,88/ 1000 = 47,78
NП = (213,89+ 279 + 1155,34)*46/ 0,88/ 1000 = 86,16
Возьмем из таблицы 1 значение относительной угловой скорости вращения коленчатого вала u = kw выражает коэффициент загрузки двигателя по скорости вращения коленчатого вала.
Вычисляем коэффициент kN загрузки двигателя по мощности:
N = NП/(Nmax*Kв).
На III передаче:
kN = 1,68/ (56,6 * 0,9) = 0,03N = 6,89/ (56,6 * 0,9) = 0,14
kN = 12,46/ (56,6 * 0,9) = 0,25N = 20,89/ (56,6 * 0,9) = 0,4
kN = 34,36/ (56,6 * 0,9) = 0,67
На IV передаче:
kN = 2,57/ (56,6 * 0,9) = 0,05
kN = 12,24/ (56,6 * 0,9) = 0,24
kN = 25,27/ (56,6 * 0,9) = 0,5
kN = 47,78/ (56,6 * 0,9) = 0,94
kN = 86,16/ (56,6 * 0,9) = 1,7
По графикам находим значения Kw = f(k w) и KN = f(kN) и записываем их в таблицу 8.
|
|
|
Затем находим дорожный расход топлива:
S = qe * NП*KN*KW/ (36 * r * V)
Так как в автомобиле ВАЗ 2103 установлен карбюраторный двигатель, то принимаем
e = 330 г./(кВт*ч), r = 0,74 г./см3.
Таблица 8. Расчет дорожного расхода топлива автомобиля ВАЗ 2103
На III передаче
| V, м/с | 3,4 | 11,9 | 17,9 | 24,1 | 30,9 |
| Pi, Н | 213,89 | 213,89 | 213,89 | 213,89 | 213,89 |
| Pf, Н | 214,2 | 218,2 | 223,7 | 231,8 | 243,3 |
| PW, Н | 6,31 | 77,32 | 174,94 | 317,12 | 521,33 |
| NП, кВт | 1,68 | 6,89 | 12,46 | 20,89 | 34,46 |
| | 0,12 | 0,44 | 0,67 | 1 | 1,14 |
| Kw | 1,25 | 0,98 | 0,96 | 1 | 1,1 |
| kN | 0,03 | 0,14 | 0,25 | 0,4 | 0,67 |
| KN | 2,2 | 1,8 | 1,3 | 0,9 | 0,8 |
| QS, л/100 км | 16,83 | 12,65 | 10,76 | 9,66 | 12,15 |
На IV передаче
| V, м/с | 5,1 | 17,7 | 26,6 | 35,9 | 46 |
| Pi, Н | 213,89 | 213,89 | 213,89 | 213,89 | 213,89 |
| Pf, Н | 214,7 | 223,5 | 235,7 | 253,6 | 279 |
| PW, Н | 14,2 | 171,06 | 386,33 | 703,7 | 1155,34 |
| NП, кВт | 2,57 | 12,24 | 25,27 | - | - |
| | 0,12 | 0,44 | 0,67 | - | - |
| Kw | 1,25 | 0,98 | 0,96 | - | - |
| kN | 0,05 | 0,24 | 0,5 | - | - |
| KN | 2,2 | 2 | 0,85 | - | - |
| QS, л/100 км | 17,17 | 16,79 | 9,6 | - | - |
|
|
|
Рис. 5. График топливной экономичности
Расчет процесса разгона автомобиля
Расчет процесса разгона выполнялся на компьютере по программе.
Полученные в процессе расчета значения j, V, S и t отображены в таблице 9.
Таблица 9. Данные, полученные при расчете процесса разгона
| t | j | v | s |
| 0,000 | 2,934 | 0,000 | 0,000 |
| 1,000 | 2,931 | 2,930 | 1,470 |
| 2,000 | 2,921 | 5,860 | 5,860 |
| 2,210 | 2,918 | 6,470 | 7,150 |
| 2,210 | 1,751 | 6,470 | 7,150 |
| 3,210 | 1,657 | 8,180 | 14,480 |
| 4,210 | 1,501 | 9,760 | 23,470 |
| 5,210 | 1,306 | 11,170 | 33,950 |
| 6,120 | 1,115 | 12,280 | 44,680 |
| 6,120 | -0,249 | 12,280 | 44,680 |
| 7,120 | -0,247 | 12,030 | 56,840 |
| 7,120 | 1,424 | 12,030 | 56,840 |
| 12,120 | 1,019 | 18,230 | 133,350 |
| 14,050 | 0,835 | 20,010 | 170,210 |
| 14,050 | -0,347 | 20,010 | 170,210 |
| 15,050 | -0,342 | 19,670 | 190,070 |
| 15,050 | 0,856 | 19,670 | 190,070 |
| 20,050 | 0,712 | 23,600 | 298,540 |
| 25,050 | 0,557 | 26,770 | 424,790 |
| 30,050 | 0,416 | 29,190 | 564,990 |
| 34,780 | 0,306 | 30,890 | 707,390 |
| 34,780 | -0,564 | 30,890 | 707,390 |
| 35,780 | -0,550 | 30,330 | 738,030 |
| 35,780 | 0,300 | 30,330 | 738,030 |
| 40,780 | 0,255 | 31,710 | 893,230 |
| 45,780 | 0,215 | 32,890 | 1054,820 |
| 50,780 | 0,179 | 33,870 | 1221,790 |
| 55,780 | 0,149 | 34,690 | 1393,240 |
| 60,780 | 0,122 | 35,360 | 1568,420 |
| 65,780 | 0,100 | 35,920 | 1746,660 |
| 66,620 | 0,097 | 36,000 | 1776,800 |
|
|
|
Рис. 6. Ускорение автомобиля
Рис. 7. Время и путь разгона
Расчет тормозных свойств автомобиля
Тормозные свойства автомобиля его способность снижать скорость движения по желанию водителя, при необходимости быстро останавливаться, а также удерживать на уклоне во время стоянки.
Для расчета мы взяли данные из справочника НИИАТ. Нашли по прототипу значения масс, приходящиеся на переднюю и заднюю оси автомобиля в снаряженном (M1C = 556 кг, M2C =474 кг) и груженом (M1П = 656 кг, M2П = 774 кг) состояниях, и базу (L = 2,424 м) автомобиля.
Вычисляем расстояния от центра масс до передней a и задней b оси автомобиля:
Для автомобиля с полной массой МП:
П = L * М1П/ (М1П + М2П) = L* М1П/МП;
аП = L * М2П/МП.
bП = 2,424* 656/1430 = 1,12 м;
аП = 2,424 * 774/1430 = 1,32 м.
Для снаряженного автомобиля с собственной массой МС:
С = L * М1С/ (М1С + М2С) = L * М1С/МС;
аС = L * М2С/МС.
bС = 2,424 * 556/1030 = 1,31 м;
аС = 2,424 * 474/1030 = 1,12 м.
Принимаем высоту расположения центра масс для груженого (hП = 0,6 м) и для снаряженного (hC = 0,54 кг) автомобиля.
Рассчитаем нормальные нагрузки на переднюю RZ1C, RZ1П и заднюю RZ2C, RZ2П автомобиля с полной массой при различных интенсивностях торможения g автомобиля:
|
|
|
Z1П = (bП + g* hП) * g * МП/L; RZ2П = (aП - g* hП) * g * МП/L.
. RZ1П = (1,12 + 0 * 0,6) * 9,8 * 1430/2,424 = 6430 Н = 6,43 кН
2. RZ1П = (1,12 + 0,1 * 0,6) * 9,8 * 1430/2,424 = 6776 Н = 6,78 кН
3. RZ1П = (1,12 + 0,2 * 0,6) * 9,8 * 1430/2,424 = 7123 Н = 7,12 кН
4. RZ1П = (1,12 + 0,3 * 0,6) * 9,8 * 1430/2,424 = 7469,5 Н = 7,47 кН
5. RZ1П = (1,12 + 0,4 * 0,6) * 9,8 * 1430/2,424 = 7816,4 Н = 7,82 кН
6. RZ1П = (1,12 + 0,5 * 0,6) * 9,8 * 1430/2,424 =8163,2 Н = 8,17 кН
7. RZ1П = (1,12 + 0,6 * 0,6) * 9,8 * 1430/2,424 = 8510 Н = 8,51 кН
8. RZ1П = (1,12 + 0,7 * 0,6) * 9,8 * 1430/2,424 = 8857 Н = 8,9 кН
9. RZ1П = (1,12 + 0,8 * 0,6) * 9,8 * 1430/2,424 = 9204 Н = 9,2 кН
1. RZ2П = (1,32 - 0 * 0,6) * 9,8 * 1430/2,424 = 7590 Н = 7,59 кН
2. RZ2П = (1,32 - 0,1 * 0,6) * 9,8 * 1430/2,424 = 7239 Н = 7,24 кН
3. RZ2П = (1,32 - 0,2 * 0,6) * 9,8 * 1430/2,424 = 6892 Н = 6,9 кН
4. RZ2П = (1,32 - 0,3 * 0,6) * 9,8 * 1430/2,424 = 6545 Н = 6,55 кН
5. RZ2П = (1,32 - 0,4 * 0,6) * 9,8 * 1430/2,424 = 6198 Н = 6,2 кН
6. RZ2П = (1,32 - 0,5 * 0,6) * 9,8 * 1430/2,424 = 5851 Н = 5,86 кН
7. RZ2П = (1,32 - 0,6 * 0,6) * 9,8 * 1430/2,424 = 5504 Н = 5,5 кН
8. RZ2П = (1,32 - 0,7 * 0,6) * 9,8 * 1430/2,424 = 5158 Н = 5,16 кН
9. RZ2П = (1,32 - 0,8 * 0,6) * 9,8 * 1430/2,424 = 4811 Н = 4,82 кН
Вычислим значения тормозных сил РТП1И и РТП2И, идеально соответствующих нормальным нагрузкам для полной массы автомобиля:
РТП1И = RZ1П * g; РТП2И = RZ2П * g.
| 1. РТП1И = 6,43 * 0 = 0 кН 2. РТП1И = 6,78 * 0,1 = 0,678 кН 3. РТП1И = 7,12 * 0,2 = 1,43 кН 4. РТП1И = 7,47 * 0,3 =2,24 кН 5. РТП1И = 7,82 * 0,4 = 3,13 кН 6. РТП1И = 8,17 * 0,5 = 4,09 кН 7. РТП1И = 8,51 * 0,6 = 5,1 кН 8. РТП1И = 8,9 * 0,7 = 6,23 кН 9. РТП1И = 9,2 * 0,8 = 7,36 кН | 1. РТП2И = 7,59 * 0 = 0 кН 2. РТП2И = 7,24 * 0,1 = 0,724 кН 3. РТП2И = 6,9 * 0,2 = 1,38 кН 4. РТП2И = 6,55 * 0,3 = 1,97 кН 5. РТП2И = 6,2 * 0,4 = 2,48 кН 6. РТП2И = 5,86 * 0,5 = 2,93 кН 7. РТП2И = 5,5 * 0,6 = 3,3 кН 8. РТП2И = 5,16 * 0,7 = 3,6 кН РТП2И = 4,82 * 0,8 = 3,86 кН |
Выберем значение интенсивности торможения, при которой для автомобиля с полной массой тормозные силы РТ1 и РТ2, создаваемые тормозными механизмами, идеально соответствуют нормальным нагрузкам на оси, и обозначим это значение g0.
Полагаем, что при увеличении интенсивности g тормозные силы линейно возрастают:
РТ1 = R*Z1П * g; РТ2 = R*Z2П * g
Значения R*Z1П и R*Z2П равны значениям RZ1П и RZ2П при g = 0,5:
R*Z1П = (1,12 + 0,5 * 0,6) * 9,8 * 1430/2,424 =8163,2 Н = 8,17 кН
R*Z2П = (1,32 - 0,5 * 0,6) * 9,8 * 1430/2,424 = 5851 Н = 5,86 кН
| 1. РТ1 = 8,17 * 0 = 0 кН 2. РТ1 = 8,17 * 0,1 = 0,817 кН 3. РТ1 = 8,17 * 0,2 = 1,63 кН 4. РТ1 = 8,17 * 0,3 = 2,45 кН 5. РТ1 = 8,17 * 0,4 = 3,27 кН 6. РТ1 = 8,17 * 0,5 = 4,08 кН 7. РТ1 = 8,17 * 0,6 = 4,9 кН 8. РТ1 = 8,17 * 0,7 = 5,72 кН 9. РТ1 = 8,17 * 0,8 = 6,54 кН | 1. РТ2 = 5,86 * 0 = 0 кН 2. РТ2 = 5,86 * 0,1 = 0,586 кН 3. РТ2 = 5,86 * 0,2 = 1,17 кН 4. РТ2 = 5,86 * 0,3 = 1,76 кН 5. РТ2 = 5,86 * 0,4 = 2,34 кН 6. РТ2 = 5,86 * 0,5 = 2,93 кН 7. РТ2 = 5,86 * 0,6 = 3,51 кН 8. РТ2 = 5,86 * 0,7 = 4,1 кН 9. РТ2 = 5,86 * 0,8 = 4,69 кН |
Таблица 10.1. Расчет тормозных свойств автомобиля ВАЗ 2103 с полной массой
| g | 0 | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 |
| RZ1П, кН | 6,43 | 6,78 | 7,12 | 7,47 | 7,82 | 8,17 | 8,51 | 8,9 | 9,2 |
| RZ2П, кН | 7,59 | 7,24 | 6,90 | 6,55 | 6,2 | 5,86 | 5,5 | 5,16 | 4,82 |
| PTП1И, кН | 0 | 0,678 | 1,43 | 2,24 | 3,13 | 4,09 | 5,1 | 6,23 | 7,36 |
| PTП2И, кН | 0 | 0,724 | 1,38 | 1,97 | 2,48 | 2,93 | 3,3 | 3,6 | 3,86 |
| PT1, кН | 0 | 0,817 | 1,63 | 2,45 | 3,27 | 4,08 | 4,9 | 5,72 | 6,54 |
| PT2, кН | 0 | 0,586 | 1,17 | 1,76 | 2,34 | 2,93 | 3,51 | 4,1 | 4,69 |
Рассчитаем нормальные нагрузки на оси автомобиля с собственной массой:
RZ1С = (bС + g* hС) * g * МС/L; RZ2С = (aС - g* hС) * g * МС/L
. RZ1С = (1,31 + 0 * 0,54) * 9,8 * 1030/2,424 = 5448,8 Н = 5,45 кН
2. RZ1С = (1,31 + 0,1 * 0,54) * 9,8 * 1030/2,424 = 5673,7 Н = 5,68 кН
3. RZ1С = (1,31 + 0,2 * 0,54) * 9,8 * 1030/2,424 = 5898,5 Н = 5,9 кН
4. RZ1С = (1,31 + 0,3 * 0,54) * 9,8 * 1030/2,424 = 6123,4 Н = 6,13 кН
5. RZ1С = (1,31 + 0,4 * 0,54) * 9,8 * 1030/2,424 = 6348,3 Н = 6,35 кН
6. RZ1С = (1,31 + 0,5 * 0,54) * 9,8 * 1030/2,424 = 6573,2 Н = 6,58 кН
7. RZ1С = (1,31 + 0,6 * 0,54) * 9,8 * 1030/2,424 = 6797,9 Н = 6,8 кН
8. RZ1С = (1,31 + 0,7 * 0,54) * 9,8 * 1030/2,424 = 7022,9 Н = 7,03 кН
9. RZ1С = (1,31 + 0,8 * 0,54) * 9,8 * 1030/2,424 = 7247,8 Н = 7,25 кН
1. RZ2С = (1,12 - 0 * 0,54) * 9,8 * 1030/2,424 = 4,65 кН
2. RZ2С = (1,12 - 0,1 * 0,54) * 9,8 * 1030/2,424 = 4,43 кН
3. RZ2С = (1,12 - 0,2 * 0,54) * 9,8 * 1030/2,424 = 4,2 кН
4. RZ2С = (1,12 - 0,3 * 0,54) * 9,8 * 1030/2,424 = 3,98 кН
5. RZ2С = (1,12 - 0,4 * 0,54) * 9,8 * 1030/2,424 = 3,75 кН
6. RZ2С = (1,12 - 0,5 * 0,54) * 9,8 * 1030/2,424 = 3,53 кН
7. RZ2С = (1,12 - 0,6 * 0,54) * 9,8 * 1030/2,424 = 3,3 кН
8. RZ2С = (1,12 - 0,7 * 0,54) * 9,8 * 1030/2,424 = 3,08 кН
9. RZ2С = (1,12 - 0,8 * 0,54) * 9,8 * 1030/2,424 = 2,85 кН
Вычислим значения тормозных сил РТС1И и РТС2И, идеально соответствующих нормальным нагрузкам для полной массы автомобиля:
РТС1И = RZ1С * g; РТС2И = RZ2С * g.
| 1. РТС1И = 5,45 * 0 = 0 кН 2. РТС1И = 5,68 * 0,1 = 0,568 кН 3. РТС1И = 5,9 * 0,2 =1,18 кН 4. РТС1И = 6,13 * 0,3 = 1,84 кН 5. РТС1И = 6,35 * 0,4 = 2,54 кН 6. РТС1И = 6,58 * 0,5 = 3,29 кН 7. РТС1И = 6,8 * 0,6 = 4,08 кН 8. РТС1И = 7,03 * 0,7 = 4,92 кН 9. РТС1И = 7,25 * 0,8 = 5,8 кН | 1. РТС2И = 4,65 * 0 = 0 кН 2. РТС2И = 4,43 * 0,1 = 0,443 кН 3. РТС2И = 4,2 * 0,2 = 0,84 кН 4. РТС2И = 3,98 * 0,3 = 1,19 кН 5. РТС2И = 3,75 * 0,4 = 1,5 кН 6. РТС2И = 3,53 * 0,5 = 1,76 кН 7. РТС2И = 3,3 * 0,6 = 1,98 кН 8. РТС2И = 3,08 * 0,7 = 2,15 кН 9. РТС2И = 2,85 * 0,8 = 2,28 кН |
Полагаем, что при увеличении интенсивности g тормозные силы линейно возрастают:
РТ1 = R*Z1С * g; РТ2 = R*Z2С * g
Значения R*Z1С и R*Z2С равны значениям RZ1С и RZ2С при g = 0,5:
R*Z1С = (1,31 + 0,5 * 0,6) * 9,8 * 1030/2,424 =6573,2 Н = 6,58 кН
R*Z2С = (1,12 - 0,5 * 0,6) * 9,8 * 1030/2,424 = 3,53 кН
| 1. РТ1 = 6,58 * 0 = 0 кН 2. РТ1 = 6,58 * 0,1 = 0,658 кН 3. РТ1 = 6,58 * 0,2 = 1,32 кН 4. РТ1 = 6,58 * 0,3 = 1,98 кН 5. РТ1 = 6,58 * 0,4 = 2,63 кН 6. РТ1 = 6,58 * 0,5 = 3,29 кН 7. РТ1 = 6,58 * 0,6 = 3,95 кН 8. РТ1 = 6,58 * 0,7 = 4,6 кН 9. РТ1 = 6,58 * 0,8 = 5,27 кН | 1. РТ2 = 3,53 * 0 = 0 кН 2. РТ2 = 3,53 * 0,1 = 0,353 кН 3. РТ2 = 3,53 * 0,2 = 0,71 кН 4. РТ2 = 3,53 * 0,3 = 1,06 кН 5. РТ2 = 3,53 * 0,4 = 1,41 кН 6. РТ2 = 3,53 * 0,5 = 1,77 кН 7. РТ2 = 3,53 * 0,6 = 2,12 кН 8. РТ2 = 3,53 * 0,7 = 2,48 кН 9. РТ2 = 3,53 * 0,8 = 2,83 кН |
Таблица 10.2. Расчет тормозных свойств автомобиля ВАЗ 2103 с собственной массой
| g | 0 | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 |
| RZ1C, кН | 5,45 | 5,68 | 5,9 | 6,13 | 6,35 | 6,58 | 6,8 | 7,03 | 7,25 |
| RZ2C, кН | 4,65 | 4,43 | 4,2 | 3,98 | 3,75 | 3,53 | 3,3 | 3,08 | 2,85 |
| PTC1И, кН | 0 | 0,568 | 1,18 | 1,84 | 2,54 | 3,29 | 4,08 | 4,92 | 5,8 |
| PTC2И, кН | 0 | 0,443 | 0,84 | 1,19 | 1,5 | 1,76 | 1,98 | 2,15 | 2,28 |
| PT1, кН | 0 | 0,658 | 1,32 | 1,98 | 2,63 | 3,29 | 3,95 | 4,6 | 5,27 |
| PT2, кН | 0 | 0,353 | 0,71 | 1,06 | 1,41 | 1,77 | 2,12 | 2,48 | 2,83 |
Рис. 8.1. График зависимости нормальных нагрузок и тормозных сил от интенсивности торможения при полной массе
Рис. 8.2. График зависимости нормальных нагрузок и тормозных сил от интенсивности торможения при собственной массе
Проанализировав приведенные выше графики, можно сказать, что задние колеса автомобиля буду блокироваться быстрее, так как значения тормозных сил на задней оси превосходят значения этих сил на передней оси.
Вывод
При расчете данной работы мы получили практичиские навыки по вычислению и анализу эксплутационных свойств автомобиля, необходимые нам как будущим инженерам для оптимизации дорожного движения, для организации контроля технического состояния АТС, для расследования и экспертизы дорожно-транспортных происшествий (ДТП).
Список использованной литературы
1. Балакин В.Д. Проектирование автомобилей: методические указания. издательство СибАДИ, 2003
. Гос. НИИ автомобильного транспорта 8-е издание, Краткий автомобильный справочник. - М. Транспорт, 1979
3. Газарян А.А. Техническая эксплуатация, обслуживание и ремонт автотранспортных средств: Практические рекомендации и нормативная база. - М., 2000.
Дата добавления: 2021-04-24; просмотров: 75; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!