Динамическая и экономическая характеристика автомобилей их использование
Экономическая характеристика автомобиля — Часть 3 из 3 (окончание)
Такие же характеристики могут бить получены для разных нагрузок и промежуточных передач. Принцип расчета и построения остается неизменным: весь расчет базируется на данных дросселировки и диаграмме расходов топлива по использованию мощности двигателя.
Примерный вид экономической характеристики для всех передач изображен на рис. 3.
Рис. 3. Экономические характеристики автомобиля на передачах.
Экономическая характеристика расходов топлива на 1 км пробега позволяет просто перейти к расходам на т-км и п-км. По ней же устанавливаются экономически выгодные скорости движения в разных условиях. Эти скорости соответствуют перегибам кривых q г/км.
Наличие характеристик автомобиля — динамической и экономической — позволит решить вопрос о продолжительности хода автомобиля по пути с разными участками и о суммарном расходе топлива. Динамическая характеристика дает ответ на вопрос о максимальных скоростях движения на различных участках, а по скоростям и длинам участков определяется время пробега. Максимальные, скорости и сопротивления участков служат основанием для определения расходов топлива на 1 км по экономической характеристике. По расходу на 1 км и длине участка устанавливается расход топлива на участке.
Экономическая характеристика позволяет определить расходы топлива для всех условий движения автомобиля за исключением переменной нагрузки. При этом вопросе о расходах топлива на автомобиль с разными нагрузками не может быть решен при помощи масштаба, как это было сделано в отношении динамического паспорта, так как связь между расходами топлива и нагрузками на автомобиль не постоянна. Расход топлива для разных нагрузок автомобиля определяется по имеющейся диаграмме использования после подсчета нового процента использования.
Динамические и топливно-экономические показатели автомобиля
Автор: Наталья Наталья, 07 Декабря 2010 в 15:29, курсовая работа
Описание работы
Эксплуатационные свойства автомобиля включают следующие более мелкие групповые свойства, обеспечивающие движение: тягово-скоростные и тормозные свойства, топливную экономичность, управляемость, маневренность, плавность хода и проходимость.
Содержание
Введение 4
1 Динамические и топливно-экономические показатели автомобиля 6
1.1 Назначение тягового расчета. Исходные данные 6
1.2 Внешняя скоростная характеристика двигателя 7
1.3 Динамическая характеристика автомобиля 9
1.4 Мощностной баланс автомобиля 17
1.5 Ускорения автомобиля 20
1.6 Путь и время разгона автомобиля 22
1.7 Путь и время торможения автомобиля 28
1.8 Топливно-экономическая характеристика автомобиля 30
2 Коробка передач 38
2.1 Устройство и работа коробки передач 38
Графики 46
Заключение 53
Список использованной литературы 54
Работа содержит 1 файл
Динамические и топливно-экономические показатели автомобиля.doc
1 Динамические и топливно-экономические показатели автомобиля 6
1.1 Назначение тягового расчета. Исходные данные 6
1.2 Внешняя скоростная характеристика двигателя 7
1.3 Динамическая характеристика автомобиля 9
1.4 Мощностной баланс автомобиля 17
1.5 Ускорения автомобиля 20
1.6 Путь и время разгона автомобиля 22
1.7 Путь и время торможения автомобиля 28
1.8 Топливно-экономическая характеристика автомобиля 30
2 Коробка передач 38
2.1 Устройство и работа коробки передач 38
Список использованной литературы 54
Эксплуатационные свойства автомобиля включают следующие более мелкие групповые свойства, обеспечивающие движение: тягово-скоростные и тормозные свойства, топливную экономичность, управляемость, маневренность, плавность хода и проходимость.
дорожные условия – элементами профиля и плана дорог, рельефом местности, видом и ровностью дорожного покрытия, интенсивностью движения, помехами движению, стабильностью дорожного состояния, режимами движения;
транспортные условия – видом груза, объемом перевозок, партионностью отправок, расстоянием перевозок, способами погрузки и выгрузки, режимами работы, видами маршрутов и организации перевозок, условиями хранения, технического обслуживания и ремонта;
природно-климатические условия – особенностями зон умеренного, холодного, жаркого и высокогорного климата.
1 Динамические и топливно-экономические показатели автомобиля
Тяговой расчет авто проводится с целью выбора (обоснования) основных конструктивных параметров двигателя и трансмиссии, которые обеспечивают, возможно, высокие динамические и топливно-экономические показатели проектируемого авто. Тяговый расчет проводится также для оценки совершенства конструкции существующего авто по показателям динамичности и топливной экономичности.
Для расчета тягово-скоростных и топливно-экономических характеристик автомобиля принимаем нижеследующие исходные данные:
— КПД трансмиссии. Для современных авто КПД трансмиссии η=0,8–0, 93. Принимаем для заданного авто η = 0,92.
Остальные, необходимые для расчета данные принимаем по технической характеристике авто, приведенной в таблице 1.1
| Наименование показателей | Единица измерения | Обозна-чение | Величина |
| 1 Пассажировместимость | чел | n | 5 |
| 2 Собственная масса | кг | mo | 1030 |
| 3 Полная масса | кг | mа | 1430 |
| 4 Габаритные размеры | мм | Д×В×Ш | 4128×1446× |
Она представляет графическую зависимость мощности и крутящего момента двигателя от частоты вращения или угловой скорости коленчатого вала при оптимальных регулировках систем зажигания и питания.
Для расчетного построения этой характеристики задаемся минимальной и максимальной величинами частоты вращения вала двигателя:
В диапазоне частот вращения nmin…nmax задаемся произвольными шестью значениями частоты вращения n (…). Для каждого из принятых значений n рассчитываем соответствующие значения мощности и крутящего момента двигателя по формулам:
где а=b=c=1 – коэффициенты для карбюраторного двигателя.
Экономической характеристики автомобиля
Топливную экономичность автомобиля принято оценивать расходом топлива в литрах на 100 км пройденного пути.
Для лучшего представления об экономичности автомобиля строят графики, показывающие зависимость расхода топлива автомобиля на 100 км пробега от скорости движения для различных дорожных условий. Такую графическую зависимость называют экономической характеристикой автомобиля.
Теоретическую экономическую характеристику строят для условий равномерного прямолинейного движения автомобиля. В курсовой работе принимают движение автомобиля на дороге, характеризующейся приведенным коэффициентом дорожного сопротивления движению с полной нагрузкой на прямой передаче.
Расчет показателей для построения экономической характеристики автомобиля производят в следующей последовательности:
1. Для данных, используемых при расчете и построении внешней скоростной характеристики двигателя, определяют скорость движения автомобиля на прямой передаче по формуле
(3.1)
2. Мощность двигателя Nеi потребная для движения в заданных дорожных условиях, определяемых коэффициентом ψ, определяют по ранее приведенной формуле
(3.2)
3. Удельный расход топлива gei является величиной переменной, зависящей от скоростного и нагрузочного режимов двигателя, и может быть определен из уравнения
, 
(3.3)
Коэффициент kn определяется в зависимости от отношения ne/nN частот вращения коленчатого вала двигателя при текущем и максимальном значениях мощности:
kn ’ ……… 1,05 1,02 0,98 0,96 0,94 0,95 0,96 1,0 1,06
Коэффициент kN определяетcя в зависимости от степени использования мощности двигателя Nei/Nemax.
kN (бенз.)…… 2,0 1,70 1,54 1,35 1,20 1,10 0,96 0,88 1,00
kN (дизель)….1,50 1,38 1,25 1,12 1,09 1,06 1,00 1,00 1,00
Величины коэффициентов kn ’ и kN ’’ могут быть также найдены по специальным графикам, представленным на рис.3,1.
4. По полученным значениям gei и Nei для различных скоростей движения на высшей передаче автомобиля определяют расход топлива па 100 км пути по формуле
, л/100км (3.4)
γт=0,825кг/л для дизельного топлива
5. Аналогично производят расчет расхода топлива на 100 км пробега для других дорожных условий, определяемых коэффициентом Ψ:
Полученные расчетные данные заносятся в таблицу
По табличным данным строится экономическая характеристика автомобиля
Примерный вид экономической характеристики приведен на рис. 3.2.
В заключении необходимо провести краткий анализ полученных характеристик.
Универсальная динамическая характеристика автомобиля
1.5.4. Универсальная динамическая характеристика автомобиля.
Динамическая характеристика автомобиля иллюстрирует его тягово-скоростные свойства при равномерном движении с разными скоростями на разных передачах и в различных дорожных условиях.
Таким образом, динамический фактор автомобиля.
.
Динамический фактор автомобиля определяется на каждой передаче в процессе работы двигателя с полной нагрузкой при полной подаче топлива.
Между динамическим фактором и параметрами, характеризующими сопротивление дороги (коэффициент 
) и инерционные нагрузки автомобиля, существуют следующие зависимости:
— при неустановившемся движении;
при установившемся движении.
Динамический фактор зависит от скоростного режима автомобиля – частоты вращения двигателя (его крутящего момента) и включенной передачи (передаточное число трансмиссии). Графическое изображение и называют динамической характеристикой. Её величина зависит также от веса автомобиля. Поэтому характеристику строят сначала для порожнего автомобиля без груза в кузове, а потом путем дополнительных построений преобразуют ее в универсальную, позволяющую находить динамический фактор для любого веса автомобиля.
Дополнительные построения для получения универсальной динамической характеристики.
Наносим на построенной характеристике сверху вторую ось абсцисс, на коэффициентторой откладываю значения коэффициента нагрузки автомобиля.
На крайней слева точке верхней оси абсцисс коэффициент Г=1, что соответствует порожнему автомобилю; на крайней точке справа откладываем максимальное значение, указанное в задании, величина которого зависит от максимального веса груженого автомобиля. Затем наносим на верхней оси абсцисс ряд промежуточных значений коэффициента нагрузки и проводим из них вниз вертикали до пересечения с нижней осью абсцисс.
Вертикаль, проходящую через точку Г=2, принимаю за вторую ось ординат характеристики. Поскольку динамический фактор при Г=2 вдвое меньше, чем у порожнего автомобиля, то масштаб динамического фактора на второй оси ординат должен быть в два раза больше, чем на первой оси, проходящей через точку Г=1. Соединяю однозначные деления на обеих ординатах наклонными линиями. Точки пересечения этих прямых с остальными вертикалями образуют на каждой вертикали масштабную шкалу для соответствующего значения коэффициента нагрузки автомобиля.
Результаты расчетов показателей заносятся в таблицу.
,Н.
,Н.
1.5.5. Краткий анализ полученных данных.
1.Определить, на каких передачах будет работать автомобиль в заданных дорожных условиях, характеризуемых приведенным коэффициентом дорожных сопротивлений (не менее 2…3 значений) и какие максимальные скорости сможет он развивать при равномерном движении с различными значениями (не менее 2-х) коэффициента Г нагрузки автомобиля, обязательно включая при этом Г макс.
Задаюсь следующими значениями дорожных сопротивлений: 0,04, 0,07, 0,1 (асфальт, грунтовая дорога, грунтовка после дождя). При коэффициенте =1 автомобиль может двигаться при 
= 0,04 со скоростью 31,17 м/с на 5 передаче; =0,07 – 28 м/с, 5 передача; = 0,1 – 24 м/с, 5 передача. При коэффициенте = 2,5 (максимальная нагрузка) автомобиль может двигаться при = 0,04 – скорость 25 м/с, 4 передача; = 0,07 – скорость 19 м/с, 4 передача; = 0,1 – скорость 17 м/с, 3 передача.
2. Определить по динамической характеристике наибольшие дорожные сопротивления, которые сможет преодолевать автомобиль, двигаясь на каждой передаче с равномерной скоростью (на точках перегиба кривых динамического фактора).
Полученные данные проверить с точки зрения возможности их реализации по условиям сцепления с дорожным покрытием. Для автомобиля с задними ведущими колесами:
,
где:
— коэффициент нагрузки ведущих колес.
| № передачи | Преодолеваемое дорожное сопротивление | Сила сцепления с дорожным покрытием (асфальт). | ||
| Г=1 | Г=2,5 | Г=1 | Г=2,5 | |
| 1 передача | 0,921 | 0,424 | 0,52 | 0,52 |
| 2 передача | 0,588 | 0,312 | 0,51 | 0,515 |
| 3 передача | 0,319 | 0,169 | 0,51 | 0,51 |
| 4 передача | 0,204 | 0,09 | 0,5 | 0,505 |
| 5 передача | 0,150 | 0,08 | 0,49 | 0,5 |
По табличным данным видно что на 1 передаче автомобиль может преодолевать песок; на 2 –ой снежную дорогу; на 3-ей обледенелую дорогу; на 4 – ой сухую грунтовую дорогу; на 5 –ой асфальт
3. Определить углы подъема, которые автомобиль способен преодолеть в различных дорожных условиях (не менее 2…3-х значений) на различных передачах, и скорости какие он при этом будет развивать.
| Дорожные сопротивления. | № передачи | Угол подъема | Скорость | |
| Г=1 | Г=2,5 | |||
| 0,04 | 1 передача | 47 | 38 | 3,35 |
| 2 передача | 47 | 27 | 5,23 | |
| 3 передача | 27 | 12 | 9,47 | |
| 4 передача | 16 | 5 | 13,8 | |
| 5 передача | 11 | 4 | 17,15 | |
| 0,07 | 1 передача | 45 | 35 | 3,35 |
| 2 передача | 45 | 24 | 5,23 | |
| 3 передача | 24 | 9 | 9,47 | |
| 4 передача | 13 | 2 | 13,8 | |
| 5 передача | 8 | 0 | 17,15 | |
| 0,1 | 1 передача | 42 | 32 | 3,35 |
| 2 передача | 42 | 21 | 5,23 | |
| 3 передача | 22 | 7 | 9,47 | |
| 4 передача | 10 | 0 | 13,8 | |
| 5 передача | 5 | 0 | 17,15 | |
— максимальную скорость при установившемся движении в наиболее типичных для данного вида автомобиля дорожных условиях (асфальтированное покрытие). Значения f при этом для различных дорожных условий принимаются из соотношения:
При заданных дорожных условиях т.е. асфальтированном шоссе сопротивление принимает значение – 0,026 и скорость равна 26,09 м/с;
—динамический фактор на прямой передаче при наиболее употребительной для данного вида автомобиля скорости движения (обычно берется скорость, равная половине максимальной) – 12 м/с;
n максимальное значение динамического фактора на прямой передаче и значение скорости – 0,204 и 11,96 м/с;
n максимальное значение динамического фактора на низшей передаче – 0,921;
n максимальное значение динамического фактора на промежуточных передачах; 2 передача – 0,588; 3 передача – 0,317; 5 передача – 0,150;
5. сравнить полученные данные со справочными по автомобилю, имеющему близкие к прототипу основные показатели. Данные полученные при расчете практически похожи на данные автомобиля УАЗ.
2. Топливная экономичность автомобиля.
Одним из основных топливная экономичность как эксплутационного свойства принято считать количество топлива, расходуемое на 100 км пути при равномерном движении с определенной скоростью в заданных дорожных условиях. На характеристике наноситься ряд кривых, каждая из которых соотвествует определенным дорожным условиям; при выполнении работы рассматривается три коэффициента дорожного сопротивления: 0,04, 0,07, 010.
Расход топлива, л/100 км:
,
где: 
— мгновенный расход топлива двигателем автомобиля, л;
где 
— время прохождения 100 км пути, =
.
Отсюда при учитывании мощности двигателя затрачиваемую на преодоление сопротивления дороги и воздуха получаем:
.(17)
Для наглядного представления о экономичности строится характеристика. На оси ординат откладывается расход топлива, на оси абсцисс скорость движения.
Порядок построения следующий. Для различных скоростных режимов движения автомобиля из зависимости
,
определяют значение частоты вращения коленчатого вала двигателя.
Зная частоту вращения двигателя из соответствующих скоростных характеристик определяют значения g.
Расчеты ведутся до скорости, при которой двигатель загружается на максимальную мощность. Переменной величиной при этом является только скорость движения и сопротивление воздуха, все остальные показатели берутся из предыдущих расчетов.
Подставляя найденные для разных скоростей подсчитывают искомые значения расхода топлива.
л/100 км
Для анализа экономической характеристики на ней проводится две резюмирующие кривые: огибающая кривая а-а максимальных скоростей движения на разных дорогах, по величине полного использования установленной мощности двигателя и кривая с-с наиболее экономичных скоростей.
2.1. Анализ экономической характеристики.
1. Определить на каждом дорожном покрытии (почвенном фоне) наиболее экономичные скорости движения. Указать их значения и величины расхода топлива. Наиболее экономичная скорость, как и следовало ожидать на твердом покрытии, на скорости равной половине максимальной расход топлива равен 14,5 л/100 км.
2. Объяснить характер изменения экономичности при отклонении от экономической скорости вправо и влево. При отклонении вправо увеличивается удельный расход топлива на кВт, при отклонении влево возрастает весьма резко воздушное сопротивление.