Расчет топливной экономичности автомобиля
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Российский государственный профессионально-педагогический университет»
Машиностроительный факультет
Кафедра Автомобили
Расчет тягово-скоростных характеристик и топливной экономичности автомобиля
Москвич-412 ИЭ
Расчетно-пояснительная записка по дисциплине «Теория автомобиля»
Выполнил: Студент группы ЗАТ-303С Коротнев В. С.
Проверил: Лялин В. П.
Екатеринбург
2015
Содержание
Введение……………………………………………….………….………….
1. Техническая характеристика……………...……………………….........
2. Определение параметров автомобиля…………...……………………...
3. Тяговый расчет автомобиля……………..………………………………
4. Расчет топливной экономичности автомобиля…………………….....
Заключение………………………………………………………………....
Список литературы…………………………………………………….......
Введение
Москвич-412 — советский и российский автомобиль II группы малого класса, выпускавшийся в Москве на заводе МЗМА, позднее переименованном в АЗЛК, с 1967 по 1977 год и на автомобильном заводе в Ижевске с 1968 по 2001 год (серийно по 1997 год). Был по сути модификацией модели «Москвич-408», долгие годы выпускался совместно с ней и впоследствии также совместно с ней был модернизирован в семейство «Москвич-2140 / 2138».
|
|
|
Установка на шасси «408-й» модели современного и существенно более мощного двигателя ощутимо повысила динамические характеристики, при сохранении экономичности доведя их до высоких для данного класса даже по западноевропейским меркам. Хотя управляемость автомобиля и осталась на прежнем уровне, уже не вполне соответствующем новейшим аналогам, тормозная динамика улучшилась, а работа водителя была облегчена за счёт введения гидровакуумного усилителя в тормозной системе. Дизайн экстерьера и интерьера «Москвича» были переработаны, при этом обновление носило в основном косметический характер, а также было призвано подтянуть автомобиль до уровня норм пассивной безопасности, принятых ЕЭК ООН, необходимого для дальнейшего экспорта в развитые страны, что было подтверждено сертификационными краш-тестами во Франции.
В первые годы выпуска большая часть М-412 шла на экспорт. Автомобиль собирали в НРБ (под маркойRila) и Бельгии (под маркой Scaldia). В продвижении на мировом рынке важную роль играла слава, завоёванная «Москвичами» в международных ралли на рубеже шестидесятых и семидесятых годов. Внутри страны предлагался до середины 1990-х годов, а ряд модификаций на его базе — и до начала 2000-х.
|
|
|
Технические данные и характеристики автомобиля
Технические характеристики ПАЗ 3201
| основные | |||
| расположение руля | слева | ||
| количество дверей | 5 | ||
| количество мест | 5 | ||
| всего | 5 | ||
| масса в снаряженном состоянии | 1040 | ||
| полная масса | 1440 | ||
| геометрия | |||
| колёсная база | 2400 мм | ||
| габариты | |||
| длина | 4205 мм | ||
| ширина | 1555 мм | ||
| высота | 1500 мм | ||
| колея | |||
| передняя | |||
| задняя | |||
| дорожный просвет | 173 мм | ||
| двигатель | |||
| название | Мод. 412Э и 412ДЭ, бензиновый, рядный, 4-цил | ||
| расположение | спереди, продольно | ||
| система питания | карбюратор | ||
| цилиндры/клапаны | 4 цилиндра | ||
| объем | 1500 см³ | ||
| мощность | |||
| мощность | 75 (55,2) л.с. | ||
| в диапазоне от | 5800 об/мин до 6800 | ||
| крутящий момент | |||
| крутящий момент | 106 Нм | ||
| в диапазоне от | 3000 об/мин | ||
| в диапазоне до | 3800 об/мин | ||
| топливо | Аи-93 | ||
| трансмиссия
| |||
| привод | задний | ||
| главная передача | Одинарная гипоидная, передаточное число — 3.9 | ||
| коробка передач | четырехступенчатая, механическая | ||
Расчет внешне скоростной характеристики автомобиля
На данном этапе работы необходимо рассчитать ВСХ для четырёхтактного двигателя, развивающего максимальную мощность Nemax= 55,2 кВт при числе оборотов ne=5800 об/мин и при изменение ne в пределах от 800 до 6800 об/мин.
Эффективная мощность двигателя определяется по формуле:
,
Где n–текущее значение оборотов, об/мин; nN – обороты при максимальном значение мощности, об/мин; c1,c2– эмпирические коэффициенты, берем из таблицы 7 методички 5464
Эффективная мощность двигателя:
Эффективный крутящий момент определяется по формуле:
,
Где Ne – эффективная мощность двигателя, ne–эффективная частота вращения коленчатого вала.
Скорость автомобиля на первой передаче 
,км/ч, рассчитываем по формуле:
0,350х800/3,49х3,9))=8 км/ч
Где 
- статический радиус колеса принимаем равный 0,350 из приложения Б;
- эффективная частота вращения коленчатого вала;
- передаточное число коробки (1 передачи);
|
|
|
- передаточное число главной передачи.
Таблица 1. Расчётные данные для построения ВСХ.
| ne об/мин | 800 | 1200 | 1600 | 2000 | 2400 | 2800 | 3200 | 3600 | 4000 | 4400 | 4800 |
| Ne КВт | 7,4 | 13 | 18 | 22,6 | 28 | 33 | 38 | 42 | 47 | 49 | 52 |
| Me Hm | 88 | 101 | 105 | 108 | 109 | 111 | 113 | 112 | 110 | 106 | 104 |
| ne об/мин | 5200 | 5800 | 6000 |
| Ne КВт | 54 | 55,2 | 50 |
| Me Hm | 100 | 94 | 91 |
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| КП 051000.109.РПЗ |
3.1. Определение основных параметров динамичности автомобиля.
Основными параметрами, характеризующими динамические качества автомобиля являются:
Ø тяговая характеристика;
Ø динамическая характеристика;
Ø мощностной баланс;
Ø ускорение автомобиля при разгоне, время и путь разгона.
В соответствии с формулой (2.2) получаем скорость автомобиля на первой передаче:
=0,377(0,350х800/3,49х3,9)=8 км/ч.
Определение силы тяги на ведущих колесах автомобиля 
производится по формуле:
Суммарная сила сопротивления определяется по формуле:
РС= Pψ+ PW=224,8+5,2 =230 Н
Pψ= Gaхψ=1440х0,17=224,8 Н
= 
=0,35х2.8х82=5,2 Н
Коэффициент сопротивления воздуха принялиКв=0,35;
Таблица 2. Данные для построения тяговой характеристики автомобиля
| Me | ne | Скорость | Тяговая сила | ||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 1 | 2 | 3 | 4 | ||
| 95,5 | 800 | 8 | 14 | 22 | 29 | 3120 | 1823 | 1162 | 893 |
| 102 | 1200 | 12 | 21 | 34 | 44 | 3332 | 1947 | 1241 | 955 |
| 112 | 1600 | 16 | 28 | 45 | 58 | 3658 | 2138 | 1362 | 1048 |
| 111 | 2000 | 21 | 35 | 56 | 72 | 3626 | 2119 | 1350 | 1039 |
| 112 | 2400 | 25 | 42 | 68 | 87 | 3658 | 2138 | 1362 | 1048 |
| 106 | 2800 | 29 | 49 | 79 | 101 | 3462 | 2024 | 1289 | 992 |
| 112 | 3200 | 33 | 56 | 90 | 116 | 3658 | 2138 | 1362 | 1048 |
| 120 | 3600 | 35 | 63 | 101 | 130 | 3920 | 2291 | 1460 | 1123 |
Для построения динамической характеристики автомобиля необходимо определить динамический фактор (коэффициент динамичности). Коэффициент динамичности 
определяется по формуле:
=3120-5,2/1440=2,16
Таблица 3. Данные для построения динамической характеристики автомобиля.
| ne | D | Скорость | ||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 1 | 2 | 3 | 4 | |
| 800 | 2,16 | 1,25 | 0,78 | 0,45 | 8 | 14 | 22 | 29 |
| 1200 | 2,3 | 1,33 | 0,8 | 0,55 | 12 | 21 | 34 | 44 |
| 1600 | 2,53 | 1,33 | 0,86 | 0,56 | 16 | 28 | 45 | 58 |
| 2000 | 2,5 | 1,4 | 0,77 | 0,57 | 21 | 35 | 56 | 72 |
| 2400 | 2,5 | 1,4 | 0,7 | 0,33 | 25 | 42 | 68 | 87 |
| 2800 | 2,38 | 1,28 | 0,57 | 0,16 | 29 | 49 | 79 | 101 |
| 3200 | 2,48 | 1,32 | 0,52 | 0,024 | 33 | 56 | 90 | 116 |
| 3600 | 2,66 | 1,38 | 0,48 | 0,01 | 35 | 63 | 101 | 130 |
Определяем ускорение автомобиля 
по формуле:
=(0,03-0,025)х1,52/9,81=0,03
Таблица 5. Данные для построения графика ускорений автомобиля.
| ne | 1 | 2 | 3 | 4 | ||||||||
| Va | Di | ji | Va | Di | ji | Va | Di | ji | Va | Di | ji | |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||||
| 800 | 8 | 2,16 | 13,7 | 14 | 1,25 | 10 | 22 | 0,78 | 6,73 | 29 | 0,45 | 4,2 |
| 1200 | 12 | 2,3 | 14,6 | 21 | 1,33 | 10,6 | 34 | 0,8 | 6,9 | 44 | 0,55 | 5,1 |
| 1600 | 16 | 2,53 | 16,2 | 28 | 1,33 | 10,6 | 45 | 0,86 | 7,4 | 58 | 0,56 | 5,2 |
| 2000 | 21 | 2,5 | 16 | 35 | 1,4 | 11,25 | 56 | 0,77 | 6,6 | 72 | 0,57 | 5,2 |
| 2400 | 25 | 2,5 | 16 | 42 | 1,4 | 11,25 | 68 | 0,7 | 6 | 87 | 0,33 | 3 |
| 2800 | 29 | 2,38 | 15,2 | 49 | 1,28 | 10,25 | 79 | 0,57 | 4,9 | 101 | 0,16 | 1,3 |
| 3200 | 33 | 2,35 | 15 | 56 | 1,22 | 10 | 90 | 0,52 | 4,4 | 116 | 0,024 | 0 |
| 3600 | 35 | 2,3 | 14,8 | 63 | 1,18 | 9,5 | 101 | 0,48 | 4 | 130 | 0,01 | 0 |
Время и путь разгона для построения графиков определяются следующим образом. Кривые графика ускорений j от υa разбивают на ряд равных отрезков от υmin до υmax , соответствующих интервалам скоростей: на низшей передаче - 2…3 км/ч; на промежуточных передачах - 5…10 км/ч; на высшей передаче - 10…15 км/ч.
Предполагают, что в каждом интервале скоростей разгон происходит с постоянным, средним ускорением:
, (29)
где j 1, j 2 – ускорение в начале и в конце некоторого интервала скоростей, м/с2.
; 
; 
; 
Среднее ускорение можно так же рассчитать, зная значения скорости в начале и конце интервала. Так, например, при изменении скорости от υ1 до υ2 среднее ускорение равно:
, (30)
где Δυ и Δt – скорость и время разгона в заданном интервале скоростей, с.
Преобразуя выражение (30), получим:
. (31)
К полученному значению времени разгона следует прибавить время, затрачиваемое на переключение передач. Для первой передачи время переключения равно 0 с, для второй – 0,4 с, для третьей – 0,8 с, для четвертой – 1,2 с. и т.д.
Расчет топливной экономичности автомобиля
Расчет топливной экономичности автомобиля производится в следующей последовательности:
-определяем максимальный часовой расход топлива.
=1,2х221х55,2/1000=14,64
-определяем расход топлива с учетом загрузки двигателя в зависимости от дорожных условий, скорости и частоты вращения коленчатого вала двигателя
, 
Qt 800 =14,64 (800/5800)0,625=4кг/ч
Таблица 7. Расчёт часового расхода топлива для каждого значения ne.
| ne, об/мин | 800 | 1300 | 1800 | 2400 | 3000 | 4000 | 5000 | 5800 | 6000 |
| Qt, кг/ч | 4 | 4,8 | 6,8 | 8,3 | 9,5 | 11,6 | 13,4 | 14,64 | 14,93 |
Часовой расход топлива зависит от загрузки двигателя. Загрузка двигателя определяется силами суммарного сопротивления движению автомобиля 
и силой тяги на ведущих колесах 
с учетом этих параметров для расчетных значений скорости автомобиля 
, определяем часовой расход топлива:
=4[0,26+0,74(433/790)1,85]=2 кг/ч.
Рассчитаем путевой расход топлива:
Qs = Qt (100/ va )=4х(100/8)=50л/100км
| ne, об/мин | Qt, кг/ч | 1 | 2 | 3 | 4 |
| 800 | 4 | 8 | 13 | 21 | 27 |
| 1300 | 5,8 | 12 | 20 | 30 | 42 |
| 1800 | 7 | 16 | 31 | 50 | 56 |
| 2400 | 8,3 | 23 | 40 | 63 | 81 |
| 3000 | 9,7 | 30 | 50 | 80 | 97 |
| 4000 | 11,6 | 39 | 66 | 105 | 135 |
| 5000 | 13,3 | 48 | 82 | 130 | 165 |
| 5800 | 14,64 | 56 | 96 | 153 | 196 |
| 6000 | 14,78 | 58 | 99 | 158 | 203 |
| Тяговая сила | |||||
| 790 | 461 | 294 | 226 | ||
| 925 | 540 | 345 | 265 | ||
| 970 | 565 | 360 | 277 | ||
| 1005 | 587 | 374 | 288 | ||
| 1014 | 592 | 377 | 290 | ||
|
|
| 1014 | 592 | 377 | 290 |
|
|
| 900 | 530 | 340 | 263 |
|
|
| 843 | 493 | 314 | 241 |
|
|
| 816 | 477 | 300 | 234 |
Заключение.
В данном курсовом проекте были рассчитаны тягово-экономические
характеристики и топливно-экономические показатели для автомобиля
Москвич-412 ИЭ.
В ходе курсовой работы были построены следующие графики:
1. График внешней скоростной характеристики двигателя;
2. График тяговой характеристики автомобиля;
3. График динамической характеристики автомобиля;
4. График ускорения автомобиля;
5. График топливно-экономической характеристики.
Анализируя полученные графики, видно, что топливная
экономичность имеет разные значения (на каждой передаче) на разных
оборотах двигателя и при разном коэффициенте сопротивления дороги, а также несколько отличается от прототипа.
Список литературы.
1. Кисулинко Б.В. Краткий автомобильный справочник. - М.: 2004.-667с.
2. Лялин В. П. Методические указания и варианты заданий к курсовому проекту по дисциплине «Теория автомобиля». - Екатеринбург: ГОУ ВПО «Российский государственный профессионально - педагогический университет», 2008г. - 30с.
3.Лялин В. П. Методические указания для практических занятий по дисциплине «Теория автомобиля». - Екатеринбург: ГОУ ВПО «Российский государственный профессионально - педагогический университет», 2009г. - 39с.
4. Конспект лекций по дисциплине «Теория автомобиля».
Дата добавления: 2018-09-22; просмотров: 1596; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!