Тяговый расчет автомобиля

Санкт - Петербургская Государственная Академия

Сервиса и экономики

«Тяговой расчет автомобиля»

Калуга 2007

1. Исходные данные

Автомобиль - ВАЗ-2108

Колесная формула - 4х2

Грузоподъемность автомобиля - 450кг

Тип двигателя - Карбюраторный

Коробка передач - Механическая 5 ступенчатая

Максимальная скорость - 140 км/час

Коэффициент суммарного сопротивления дороги - f0=0.0085

Полная масса автомобиля - 1425кг

Масса, приходящаяся на ведущие колеса - 800кг

Мощность двигателя - 135 л.с. (100 кВт) при 6000 об/мин

Удельный расход топлива - 7 л на 100 км

Шины - 175/65 R 14

Радиус качения Rк=0.288 м

КПД трансмиссии - &=0.953

Коэффициент лобового сопротивления Kw=0.3

Лобовая площадь Fa=2 м2

2. Тягово-динамический расчет автомобиля

К внешним скоростным характеристикам двигателя внутреннего сгорания относят зависимости вида:

где Ne-эффективная мощность двигателя, кВт

Me-эффективный крутящий момент на коленчатом валу двигателя, Н*м

ge-удельный эффективный расход топлива, г/кВт*ч

ne-частота вращения коленчатого вала ДВС,мин-1

Определение рабочего диапазона двигателя по частоте вращения коленчатого вала

В рабочем диапазоне частота вращения коленчатого вала ДВС изменяется от nemin до nemax при этом:

Для карбюраторных двигателей- nemin=600-1200 мин-1

nemax=(1.25-1.3)neN мин-1

По указанным рекомендациям устанавливаем nemin=800 мин-1 и

nemax=1.3*6000=7800 мин-1

Определение текущего значения мощности в рабочем диапазоне оборотов

Мощность двигателя определяется по формуле Лейдермана:

Nei=Nemax(a*(nei/neN)+b*(nei/neN)2-c*(nei/neN)3),

где nei-текущее значение частоты вращения коленчатого вала,мин-1.

nei изменяется в диапазоне от nemin до nemax

neN - частота вращения коленчатого вала при максимально эффективной мощности двигателя,мин-1

i=1,2,3…-номера расчетных точек.

a, b, c –коэффициенты (константы Лейдермана),зависящие от конструкции ДВС. Для карбюраторных двигателей a=b=c=1

Nei –текущее значение эффективной мощности, кВт

Nemax-максимальная эффективная мощность двигателя, кВ

N800=100*(1*(800/7800)+1*(800/7800)2-1*( 800/7800)3)=11,2 кВт

N7800=100*(1*(7800/7800)+1*(7800/7800)2-1*( 7800/7800)3)=100 кВт

Остальные данные заносятся в таблицу

Определение минимального удельного расхода топлива

gemin - минимальный удельный расход топлива, г/кВт*ч

gemin=[1.22-1.22*( ni/nNe max)+( ni/ nNe max)2]

gemin=287 г/кВт*ч

Определение эффективного крутящего момента.

Эффективный крутящий момент на коленчатом валу двигателя рассчитывается по формуле:

Mei=9550*Nei/nei, Н*м

где Nei –текущее значение эффективной мощности,кВт

nei-текущее значение частоты вращения коленчатого вала,мин-1.

M800=9550*11.2/800=133,7 Н*м

M7800=9550*100/7800=122,44 Н*м

Остальные данные заносятся в таблицу

Определение текущих значений эффективного удельного расхода топлива.

Удельный эффективный расход топлива рассчитывается по выражению:

gei=Kg*gemin(A-B(nei/neN)+C(nei/neN)2), г/кВт*ч

где Kg-коэффициент,учитывающий равномерность горения заряда топлива: для карбюраторных Kg=0.99…1

gemin-минимальный удельный расход топлива,г/кВт*ч

nei текущее значение частоты вращения коленчатого вала,мин-1.

изменяется в диапазоне от nemin до nemax

A,B,C-коэффициенты,характеризующие конструктивные особенности двигателя: A=1.3 B=0.85 C=0.6

g800=1*287*(1,3-0,85*(800/7800)+0,6*(800/7800)2)=349,88 г/кВт*ч

g7800=1*287*(1,3-0,85*(7800/7800)+0,6*(7800/7800)2)=301,35 г/кВт*ч

Остальные данные заносим в таблицу

Полученные данные заносятся в таблицу

По данным расчетов строятся графики зависимостей Ne, Me, ge.

Определение передаточных чисел КПП

По справочным данным: 1 – 3,64 3 – 1,36 2 – 1,95 4 – 0,94 5 – 0,78

Увеличение числа передач улучшает тяговые свойства автомобиля, динамический фактор на передачах и способствует развитию больших ускорений при одинаковых сопротивлениях, сокращает время разгона. Главное передаточное число 3,7.

3. Определение динамических показателей автомобиля

К ним относят касательную силу тяги на ведущих колесах, динамический фактор, скорость движения, ускорения, время и путь разгона. Последние три параметра характеризуют быстроту разгона автомобиля и определяют его приёмистость. Параметры динамичности автомобиля определяются по универсальной динамической характеристики и заданному дорожному сопротивлению для горизонтального участка дороги с твердым покрытием.

Тяговая характеристика автомобиля

Сила тяги определяется из зависимости:

Pkn= Uтpn*Mei*nтр/rk, Н

где: Pk – сила тяги на ведущих колесах

Uтрn - передаточное отношение трансмиссии на n-ом номере передач

Uтрn=U0n*Un*Upkn Где:

U0n- передаточное отношение главной передачи

Un- передаточное отношение в коробке передач на n-ой передаче

Uтр1=3,7*3,64=13,468

Uтр2=3,7*1,95=7,252

Uтр3=3,7*1,36=5,032

Uтр4=3,7*0,94=3,478

Uтр5=3,7*0,78=2,886

Mei - текущее значение крутящего момента двигателя

nтр - КПД трансмиссии на всех передачах – постоянно

rk - Радиусы качения всех колес одинаковые и не изменяются во всем диапазоне скоростей движения автомобиля

Сила тяги на 1-ой передаче:

Pk800=13,468*133,7*0,95/0,288=5939,715Н

Pk7800=13.468*122.44*0.95/0.288=5439.482H

Остальные значения заносятся в таблицу

Сила тяги на 2ой передаче:

Pk800=7.252*133,7*0,95/0,288=3198.308Н

Pk7800=7.252*122.44*0.95/0.288=2928.952H

Остальные данные заносят в таблицу

Страницы: 1, 2, 3