Реферат: Тягово-скоростные свойства и топливная экономичность автомобиля

--PAGE_BREAK-- 

  1.5.2. Построение теоретической (внешней) скоростной характеристики карбюраторного двигателя.
          Теоретическая скоростная внешняя характеристика  <img width=«128» height=«40» src=«ref-1_521818239-431.coolpic» v:shapes="_x0000_i1102"> = f(n) строится на листе миллиметровой бумаги. Расчет и построение внешней характеристики производят в такой последовательности. На оси абсцисс откладываем в принятом масштабе значение частот вращения коленчатого вала: номинальной, максимальной холостого хода, при максимальном крутящем моменте, минимальной, соответствующей работе двигателя.

          Номинальная частота вращения задается в задании, частота <img width=«97» height=«27» src=«ref-1_521818670-289.coolpic» v:shapes="_x0000_i1103">,

Частота <img width=«77» height=«27» src=«ref-1_521818959-276.coolpic» v:shapes="_x0000_i1104">. Частота вращения максимальная принимается на основании справочных данных двигателя прототипа – 4800 об/мин.

          Промежуточные точки значений мощности карбюраторного двигателя находят из выражения, задаваясь значениями <img width=«20» height=«27» src=«ref-1_521819235-212.coolpic» v:shapes="_x0000_i1105">(не менее 6 точек).
                   <img width=«283» height=«40» src=«ref-1_521819447-651.coolpic» v:shapes="_x0000_i1106">.

          Значения крутящего момента <img width=«36» height=«25» src=«ref-1_521820098-243.coolpic» v:shapes="_x0000_i1107">подсчитывается по зависимости:
                   <img width=«156» height=«29» src=«ref-1_521820341-434.coolpic» v:shapes="_x0000_i1108">, Нм.

          Текущие значения <img width=«44» height=«29» src=«ref-1_521820775-246.coolpic» v:shapes="_x0000_i1109">и<img width=«20» height=«27» src=«ref-1_521819235-212.coolpic» v:shapes="_x0000_i1110">берут из графика <img width=«87» height=«33» src=«ref-1_521821233-318.coolpic» v:shapes="_x0000_i1111">. Удельный эффективный расход топлива карбюраторного двигателя подсчитывают по зависимости:
          <img width=«283» height=«35» src=«ref-1_521821551-631.coolpic» v:shapes="_x0000_i1112">, г/(кВт, ч),  

где:   <img width=«29» height=«31» src=«ref-1_521822182-230.coolpic» v:shapes="_x0000_i1113">     удельный эффективный расход топлива при номинальной мощности, заданный в задании =  320 г/кВт*ч.

          Часовой расход топлива определяется по формуле:
                   <img width=«133» height=«32» src=«ref-1_521822412-396.coolpic» v:shapes="_x0000_i1114">, кг/ч.

          Значения  <img width=«27» height=«31» src=«ref-1_521822808-228.coolpic» v:shapes="_x0000_i1115">и <img width=«32» height=«27» src=«ref-1_521823036-227.coolpic» v:shapes="_x0000_i1116"> берут из построенных графиков, по результатам расчета теоретической внешней характеристики составляется таблица.

          Данные для построения характеристики.                              Таблица№ 2.





<img width=«77» height=«29» src=«ref-1_521823263-289.coolpic» v:shapes="_x0000_i1117">

<img width=«87» height=«29» src=«ref-1_521823552-313.coolpic» v:shapes="_x0000_i1118"><img width=«12» height=«23» src=«ref-1_521809226-169.coolpic» v:shapes="_x0000_i1119">

<img width=«69» height=«25» src=«ref-1_521824034-291.coolpic» v:shapes="_x0000_i1120">

<img width=«68» height=«27» src=«ref-1_521824325-279.coolpic» v:shapes="_x0000_i1121">

<img width=«100» height=«31» src=«ref-1_521824604-330.coolpic» v:shapes="_x0000_i1122">

1

800

13,78

164,5

4,55

330,24

2

1150

20,57

170,86

6,44

313,16

3

1500

27,49

175,5

8,25

300

4

1850

34,30

177,06

9,97

290,76

5

2200

40,75

176,91

11,63

285,44

6

2650

48,15

173,52

13,69

284,36

7

3100

54,06

166,54

15,66

289,76

8

3550

57,98

155,97

17,49

301,64

9

4000

59,40

141,81

19,01

320

10

4266

58,85

131,75

19,65

333,90

11

4532

57,16

120,44

20,01

350,06

12

4800

54,17

107,78

19,97

368,64



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.

          Из уравнения тягового баланса автомобиля при движении без прицепа на горизонтальной опорной поверхности, следует, что разность сил <img width=«72» height=«25» src=«ref-1_521824934-294.coolpic» v:shapes="_x0000_i1123">(касательной силы тяги и сопротивления воздуха при движении автомобиля) в этом уравнении представляет собой силу тяги, расходуемую на преодоление всех внешних сопротивлений движению автомобиля, за исключением сопротивления воздуха. Поэтому отношение <img width=«103» height=«29» src=«ref-1_521825228-339.coolpic» v:shapes="_x0000_i1124">характеризует запас силы тяги, приходящийся на единицу веса автомобиля. Этот измеритель динамических, в частности, тягово-скоростных, свойств автомобиля, называется динамическим фактором Dавтомобиля.

          Таким образом, динамический фактор автомобиля.
                   <img width=«415» height=«32» src=«ref-1_521825567-788.coolpic» v:shapes="_x0000_i1125">.
          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 <img width=«19» height=«17» src=«ref-1_521798650-192.coolpic» v:shapes="_x0000_i1126">) и инерционные нагрузки автомобиля, существуют следующие зависимости:

                   <img width=«12» height=«23» src=«ref-1_521809226-169.coolpic» v:shapes="_x0000_i1127"><img width=«157» height=«37» src=«ref-1_521826716-397.coolpic» v:shapes="_x0000_i1128"> — при неустановившемся движении;

                   <img width=«69» height=«32» src=«ref-1_521827113-249.coolpic» v:shapes="_x0000_i1129">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.

                  

                             <img width=«71» height=«56» src=«ref-1_521827362-312.coolpic» v:shapes="_x0000_i1130">

          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.

                                                                                                          Таблица №3.
                   <img width=«12» height=«23» src=«ref-1_521809226-169.coolpic» v:shapes="_x0000_i1131">



Передача

V, м/с.

<img width=«88» height=«32» src=«ref-1_521827843-293.coolpic» v:shapes="_x0000_i1132">

Крутящий момент, Нм.

<img width=«25» height=«25» src=«ref-1_521807123-219.coolpic» v:shapes="_x0000_i1133">, Н.

<img width=«27» height=«25» src=«ref-1_521828355-219.coolpic» v:shapes="_x0000_i1134">, Н.

D

Г=1

Г=2.5


   1



1,22

800

164,50

12125

2,07

0,858

0,394

2,29

1500

175,05

12903

7,29

0,912

0,420

3,35

2200

176,91

13040

15,69

0,921

0,424

4,72

3100

166,54

12275

31,15

0,866

0,398

6,10

4000

141,81

10453

51,86

0,736

0,338

6,91

4532

120,44

8877

66,27

0,623

0,286

7,3

4800

107,78

7944

66,03

0,557

0,255


   2

1,90

800

164,50

7766

5,06

0,549

0,291

3,57

1500

175,05

8264

17,78

0,583

0,309

5,23

2200

176,91

8352

38,24

0,588

0,312

7,38

3100

166,54

7862

75,93

0,551

0,292

9,52

4000

141,81

6695

126,41

0,464

0,246

10,78

4532

120,44

5686

162,27

0,390

0,207

11,45

4800

107,78

5088

182,03

0,346

0,184


   3

3,44

800

164,50

4292

16,56

0,302

0,160

6,46

1500

175,05

4567

58,26

0,317

0,168

9,47

2200

176,91

4615

125,21

0,319

0,169

13,35

3100

166,54

4345

248,61

0,289

0,154

17,22

4000

141,81

3700

413,92

0,231

0,123

19,51

4532

120,44

3142

531,34

0,183

0,098

20,64

4800

107,78

2812

596,04

0,155

0,083

 
    4



5,02

800

164,50

2943

35,21

0,206

0,094

9,42

1500

175,05

3131

123,79

0,212

0,096

13,81

2200

176,91

3165

266,29

0,204

0,090

19,46

3100

166,54

2979

528,73

0,172

0,071

25,11

4000

141,81

2537

880,30

0,144

0,04

28,45

4532

120,44

2154

1130,03

0,069

0,015

30,12

4800

107,78

1928

1267,63

0,043

0,001


    5

6,23

800

164,50

2370

54,26

0,164

0,087

11,69

1500

175,05

2522

190,77

0,164

0,088

17,15

2200

176,91

2549

410,36

0,150

0,080

24,16

3100

166,54

2400

814,78

0,110

0,060

31,17

4000

141,81

2043

1356,56

0,044

0,026

35,32

4532

120,44

1735

1741,40



0,001

37,42

4800

107,78

1553

1953,53









 


                           1.5.5. Краткий анализ полученных данных.
1.Определить, на каких передачах будет работать автомобиль в заданных дорожных условиях, характеризуемых приведенным коэффициентом <img width=«19» height=«17» src=«ref-1_521798650-192.coolpic» v:shapes="_x0000_i1135">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 <img width=«29» height=«28» src=«ref-1_521800561-200.coolpic» v:shapes="_x0000_i1136">= 0,04 со скоростью 31,17 м/с на 5 передаче; <img width=«29» height=«28» src=«ref-1_521800561-200.coolpic» v:shapes="_x0000_i1137">=0,07 – 28 м/с, 5 передача; <img width=«29» height=«28» src=«ref-1_521800561-200.coolpic» v:shapes="_x0000_i1138">= 0,1 – 24 м/с, 5 передача.  При коэффициенте = 2,5 (максимальная нагрузка) автомобиль может двигаться при <img width=«29» height=«28» src=«ref-1_521800561-200.coolpic» v:shapes="_x0000_i1139">= 0,04 – скорость 25 м/с, 4 передача; <img width=«29» height=«28» src=«ref-1_521800561-200.coolpic» v:shapes="_x0000_i1140">= 0,07 – скорость 19 м/с, 4 передача; <img width=«29» height=«28» src=«ref-1_521800561-200.coolpic» v:shapes="_x0000_i1141">= 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:
                             <img width=«173» height=«37» src=«ref-1_521829966-450.coolpic» v:shapes="_x0000_i1142">,

где:<img width=«24» height=«27» src=«ref-1_521816798-217.coolpic» v:shapes="_x0000_i1143"> — коэффициент нагрузки ведущих колес.
                                                                                                          Таблица № 4.

№ 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.

                                                                                      Таблица №5.

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



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



13,8

5 передача

5



17,15


4. Определить:

          — 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:

                             <img width=«155» height=«40» src=«ref-1_521830633-378.coolpic» v:shapes="_x0000_i1144">

          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.      
    продолжение
--PAGE_BREAK--          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:
                             <img width=«89» height=«31» src=«ref-1_521831011-343.coolpic» v:shapes="_x0000_i1145">,

где: <img width=«37» height=«31» src=«ref-1_521831354-247.coolpic» v:shapes="_x0000_i1146"> — мгновенный расход топлива двигателем автомобиля, л;

                             <img width=«176» height=«32» src=«ref-1_521831601-468.coolpic» v:shapes="_x0000_i1147">

где <img width=«15» height=«27» src=«ref-1_521832069-209.coolpic» v:shapes="_x0000_i1148"> — время прохождения 100 км пути, =<img width=«104» height=«32» src=«ref-1_521832278-336.coolpic» v:shapes="_x0000_i1149">.

          Отсюда при учитывании мощности двигателя затрачиваемую на преодоление сопротивления дороги и воздуха получаем:
          <img width=«393» height=«71» src=«ref-1_521832614-1026.coolpic» v:shapes="_x0000_i1150">.(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
                             <img width=«155» height=«29» src=«ref-1_521833640-393.coolpic» v:shapes="_x0000_i1151">,

определяют значение частоты вращения коленчатого вала двигателя.

          Зная частоту вращения двигателя из соответствующих скоростных характеристик определяют значения g.

          По формуле 17 определяют мощность двигателя (выражение в квадратных скобках), требуемую для движения автомобиля с разными скоростями на одной из заданных дорог, характеризуемых соответствующим значением сопротивления: 0,04, 0,07, 0,10  .

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.

                                                                                                Таблица № 6.
 

<img width=«29» height=«28» src=«ref-1_521800561-200.coolpic» v:shapes="_x0000_i1152">

<img width=«60» height=«27» src=«ref-1_521834233-266.coolpic» v:shapes="_x0000_i1153">

<img width=«77» height=«29» src=«ref-1_521834499-289.coolpic» v:shapes="_x0000_i1154">

<img width=«51» height=«25» src=«ref-1_521834788-252.coolpic» v:shapes="_x0000_i1155"><img width=«12» height=«23» src=«ref-1_521809226-169.coolpic» v:shapes="_x0000_i1156">

<img width=«49» height=«25» src=«ref-1_521835209-252.coolpic» v:shapes="_x0000_i1157">

<img width=«61» height=«27» src=«ref-1_521835461-282.coolpic» v:shapes="_x0000_i1158">

<img width=«100» height=«31» src=«ref-1_521824604-330.coolpic» v:shapes="_x0000_i1159">

<img width=«31» height=«27» src=«ref-1_521836073-228.coolpic» v:shapes="_x0000_i1160">

<img width=«35» height=«31» src=«ref-1_521836301-249.coolpic» v:shapes="_x0000_i1161">л/100 км

 
0,04

асфальт

5,01

800

940,54

46,73

5,36

330,24

5,5

13,1

 
9,39

1500

940,54

164,2

11,26

300

3,0

13,31

 
11,59

1850

940,54

250,11

14,97

290,76

2,4

13,91

 
13,78

2200

940,54

253,39

19,33

285,44

2,0

14,84

 
19,41

3100

940,54

701,68

34,58

289,76

1,4

19,12

 
22,23

3550

940,54

920,11

44,86

301,64

1,2

22,55

 
25

4000

940,54

1168

59,35

320,00

1,0

28,08

 
0,07

Сухой грунт

5,01

800

1654,8

46,73

9,20

330,24

5,5

22,46

 
7,20

1150

1654,8

96,55

13,61

313,16

3,9

21,92

 
9,39

1500

1654,8

164,28

18,44

300

3,0

21,82

 
11,59

1850

1654,8

249,90

23,83

290,76

2,4

22,15

 
13,78

2200

1654,8

353,39

29,88

285,44

2,0

22,93

 
16,59

2650

1654,8

512,75

38,84

284,36

1,7

24,66

 
19,41

3100

1654,8

701,68

49,43

289,76

1,4

27,33

 
0,1



5,01

800

2351,4

46,73

13,03

330,24

5,5

31,81

 
7,20

1150

2351,4

96,55

19,12

313,16

3,9

30,79

 
9,39

1500

2351,4

164,28

25,62

300

3,0

30,32

 
11,59

1850

2351,4

249,90

32,70

290,76

2,4

30,39

 


13,78

2200

2351,4

353,39

40,43

285,44

2,0

31,02



4000





4532

4800
    продолжение
--PAGE_BREAK--
еще рефераты
Еще работы по спорту