• RU
  • icon На проверке: 14
Меню

Расчёт эксплуатационных свойств легкового автомобиля Toyota RAV4

  • Добавлен: 04.11.2022
  • Размер: 419 KB
  • Закачек: 0
Узнать, как скачать этот материал

Описание

Курсовой проект - Расчёт эксплуатационных свойств легкового автомобиля Toyota RAV4

Состав проекта

icon
icon пз.docx
icon 4.cdw
icon 2.cdw
icon 3.cdw
icon 1.cdw

Дополнительная информация

Контент чертежей

icon пз.docx

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
«Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина»
«Теория транспортных средств специального назначения»
«Расчёт эксплуатационных свойств легкового автомобиля Toyota RAV4»
Пояснительная записка
АНАЛИЗ И ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ПРОТОТИПА4
.РАСЧЕТ ПОТРЕБНОЙ МОЩНОСТИ ДВИГАТЕЛЯ6
1. Режим максимальной скорости6
2 Режим максимального дорожного сопротивления8
3 Режим максимального ускорения10
ВЫБОР ДВИГАТЕЛЯ И ЕГО ХАРАКТЕРИСТИКИ14
.ВНЕШНЯЯ СКОРОСТНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА16
.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРЕДАТОЧНЫХ ЧИСЕЛ ТРАНСМИССИИ19
ПОСТРОЕНИЕ ТЯГОВОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ23
.ПОСТРОЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ25
ХАРАКТЕРИСТИКИ РАЗГОНА29
МОЩНОСТНОЙ БАЛАНС АВТОМОБИЛЯ35
.ПОСТРОЕНИЕ И РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК ТОПЛИВНОЙ37
2 Построение топливно-экономической характеристики41
Автотранспортным средством называют безрельсовое транспортное средство тяговая сила которого создается работой двигателя и взаимодействием ведущих колес с опорной поверхностью.
Теория эксплуатационных свойств автомобиля - это наука изучающая группы свойств характеризующих возможность эффективного использования автомобиля в определенных условиях эксплуатации и позволяющих оценить в какой степени его конструкция отвечает этим условиям. Знание теории эксплуатационных свойств автомобиля необходимо при проектировании и доводке новых моделей для рационального выбора и использования в заданных условиях эксплуатации. Повышение производительности автомобилей и снижение себестоимости перевозок невозможно без изучения эксплуатационных свойств автомобиля.
Теория автомобиля рассматривает его эксплуатационные свойства непосредственно связанные с движением.
В данном курсовом проекте рассматривается автомобиль Toyota RAV4. Для этого автомобиля необходимо рассчитать потребную мощность двигателя выбрать двигатель найти передаточные числа трансмиссии. Для выбранного двигателя построить внешнюю скоростную характеристику. Также необходимо построить динамическую и тяговую характеристику характеристику ускорения и диаграмму торможения характеристики разгона топливную характеристику топливно-экономическую характеристику и мощностной баланс.
Тягово-скоростные свойства автомобиля характеризует его способность перевозить грузы или пассажиров с максимально возможной средней скоростью движения при заданных дорожных условиях. На тягово-скоростные свойства наибольшее влияние оказывают мощность двигателя передаточные числа трансмиссии кпд трансмиссии.
Топливная экономичность характеризует совокупность свойств определяющих расход топлива при выполнении автомобилем транспортной работы в различных условиях эксплуатации.
АНАЛИЗ И ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ПРОТОТИПА
Автомобиль Toyota RAV4 был выбран в качестве прототипа так как этот автомобиль является комфортным ремонтопригодным. Так же стоит отметить что этот автомобиль имеет достаточно маленький коэффициент лобового сопротивления и площадь тем самым достигается малый расход топлива а также является одним из предшественников современных автомобилей. К тому же этот автомобиль был в моем пользовании и хотел бы посмотреть технические и эксплуатационные характеристики с заменой двигателя вместо штатного.
Общие характеристики Toyota RAV4
Габаритные размеры мм.
Снаряженная масса кг
Максимальная скорость кмч
Рабочий объем двигателя л.
Мощность двигателя кВт. при обмин
Максимальный крутящий момент Нм при обмин
механическая 6-ступенчатая
Передаточные числа коробки передач прототипа
I)383;II)204;III)13;IV)102;V)0875;V)0733
Передаточное число главной передачи
Коэффициент деформации шины
Минимальный удельный расход топлива gmin гкВтч
Время переключения передач tп с
Плотность топлива ρ кгм3
Время реакции водителя tp c;
Время задержки t3 с;
Время нарастания давления в системеtн c;
.РАСЧЕТ ПОТРЕБНОЙ МОЩНОСТИ ДВИГАТЕЛЯ
1. Режим максимальной скорости
Для данного расчетного режима принимаем что автомобиль без нагрузки движется с максимальной скоростью по хорошей асфальтобетнной горизонатльной поверхности (Pk1 Nдв1). В данном режиме задаются следующие параметры:
m= 1540 кг(снаряженная масса автомобиля);
Мощность двигателя зависит от касательной силы тяги на колесах и скорости движения автомобиля может быть найдена по формуле (1.1.1):
где: Pk– касательная сила тяги на движителе необходимая для преодоления суммарной силы сопротивления движению Н;
тр- КПД трансмиссии.
Касательная сила тяги находиться из уравнения тягового баланса:
где: – сила сопротивления качению определяется по формуле (1.1.3);
– сила сопротивления подъему с углом α определяется по формуле (1.1.4);
– сила инерции поступательно движущихся масс или сопротивление разгону определяется по формуле (1.5);
– сила сопротивления воздушной среды определяется по формуле (1.1.6);
Pk– касательная сила тяги на движителе.
= 1540*981*0015*1=226611Н; (1.1.3)
где: - коэффициент сопротивления воздуху;
- аэродинамический коэффициент данного автомобиля;
- габаритные ширина и высота автомобиля соответственно.
– сила сопротивления от буксирования прицепа складывается из сил суммарного дорожного сопротивления и сопротивления воздушной среды прицепа определяется по аналогичным формулам. Принимается равной нулю в связи с отсутствием прицепа.
Подставим полученные значения в формулу (1.1.2):
Мощность двигателя может быть найдена по формуле (1.1.8):
где: тр=092- КПД трансмиссии легкового автомобиля.
2 Режим максимального дорожного сопротивления
Для данного режима считаем что полностью груженый автомобиль движется по наиболее плохому дорожному покрытию при уклоне дороги не более 30% с минимальной скоростью(Pk2 Nдв2). В данном режиме задаются следующие параметры:
m= 2000 (максимальная грузоподъемность);
(уклоне дороги не более 30%)
– минимальная скорость
Касательная сила тяги находиться из уравнения тягового баланса по формуле (1.1.2):
– сила инерции поступательно движущихся масс или сопротивление разгону определяется по формуле (1.1.5);
f-сила дорожного сопротивления определяется по формуле (1.2.1).
Силой сопротивления воздуха на такой малой скорости можно пренебречь т.е. ;
Полученную максимальную силу тяги необходимо проверить по условию сцепления.
где: – максимально реализуемая сцепная сила определяется по формуле (1.2.2).
где:– сцепной вес автомобиля – вес приходящийся на ведущие оси определяется по формуле (1.2.3);
где: - коэффициент сцепного веса (для легковых переднеприводных автомобилей);
Вес авто в режиме с максимальной силой тяги равен:
Подставим полученные значения в формулу (1.2.3):
Найдем максимальную реализуемую сцепную силу подставив полученные значения в формулу (1.2.2):
Полученную максимальную силу тяги необходимо проверить по условию сцепления:
3 Режим максимального ускорения
Режим рассчитывается для обеспечения возможности быстрых обгонов и высоких показателей разгона(Pk3 Nдв3). В данном режиме задаются следующие параметры:
m= 1540 (мин. нагрузка);
(08-12 для легковых);
– Мин. скорость движения авто. на высшей передаче.
– сила сопротивления качению определяется по формуле (1.1.3);
Подставим значения в формулу (1.2.1):
где: – коэффициент приведенной массы учитывающий неравномерность вращения и моменты инерции вращающихся деталей трансмиссии а так же инерцию поступательных масс. Зачастую при расчете значения моментов инерции Jд Jтр Jк.ш. Jк.в. не известны тогда определяют по эмпирической зависимости используется формула (1.3.1):
передаточное отношение коробки передач на включенной передаче; масса автомобиля;
Подставим полученные значения в формулу (1.3.1):
Произведем расчет: силы сопротивления воздушной среды касательной силы тяги на движителе используя формулы (1.1.5) (1.1.6);
Подставим полученные значения в уравнение тягового баланса по формуле (1.1.2):
Мощность двигателя может быть найдена по формуле:
Для данного расчетного режима выбирается «крейсерская» скорость полная нагрузка удовлетворительное асфальтобетонное покрытие с небольшим уклоном. В данном режиме задаются следующие параметры:
m=2000(макс.грузоподъемность);
Крейсерская скорость движения автомобиля:
– коэффициент приведенной массы определяется по формуле (1.3.1).
Полученные значения подставим в формулу (1.1.5) (1.1.6):
Далее выбирается максимальная сила тяги по каждому из режимов:
И максимальная мощность двигателя:
- коэффициент сцепления.
Максимальная сила тяги не превышает максимальной касательной силы реализуемой по условиям сцепления.
ВЫБОР ДВИГАТЕЛЯ И ЕГО ХАРАКТЕРИСТИКИ
G64(Mitsubishi Galant 2.4 GDI)
Мощность двигателя кВт . при обмин
Выбран двигатель 4G64 (Mitsubishi Galant 2.4 GDI)
Данный двигатель обладает достаточной мощностью 110 кВт значительно небольшим расходом топлива и достаточной экономичностью.Двигатели пользуются спросом благодаря высокой надёжности высокой ремонтопригодности распространению запчастей и низкой цены.
Двигатель 4G64 является четырехтактным инжекторным (распределенный впрыск топлива) размещение цилиндров в блоке - однорядное распределительный вал размещается в верхней части ДВС. Охлаждение двигателя осуществляется за счет принудительной циркуляции жидкости. Смазка узлов двигателя происходит за счет подачи под давлением масла к механизмам и за счет разбрызгивания масла.
низкая стоимость и простота конструкции двигателей;
надежность: подтвержденный моторесурс составляет более 400 тыс. км;
универсальность и ремонтопригодность;
простота технического обслуживания;
высокий крутящий момент;
Двигатель имеет простую топливную систему выносливую конструкцию и механический регулятор впрыска топлива к качеству топлива не так щепетильны. Это преимущество играет огромную роль при эксплуатации в России так как в различных регионах страны качество топлива может колебаться.
А также двигатель соответствует Евро — экологический стандарт регулирующий содержание вредных веществ в выхлопных газах.
.ВНЕШНЯЯ СКОРОСТНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
Внешней скоростной характеристикой называют зависимости эффективной мощности и вращающего момента на валу двигателя от частоты его вращения при установившемся режиме работы и полной подачи топлива.
Скоростные характеристики определяют на специальных тормозных стендах позволяющих создавать нагрузку и фиксировать значения вращающего момента и частоты вращения вала двигателя.
Для построения кривой мощности воспользуемся следующими формулами:
Мощность двигателя (кВт) определяется по формуле (3.1):
где: np – расчетная частота вращения;
nN – частота вращения при максимальной мощности;
- максимальная мощность двигателя по паспорту.
Для определения abc– коэффициентов необходимо найти значения .
определяется по формуле (3.2):
Далее производим расчет по формуле (3.3):
определяется по формуле (3.4)
Полученные значения используем для определения abc– коэффициентов:
Произведем проверку:
Пример расчета для ; =110кВт
Крутящий момент двигателя (Н·м) определяется по формуле (3.8):
Удельный расход топлива (гкВт·ч) определяется по формуле (3.9):
где: - удельный расход топлива при максимальной мощности;
- минимальный удельный расход топлива;
=(105 11)*=105*230=2415
kИ – коэффициент учитывающий зависимость от уровня нагрузки двигателя (принимается равным 1);
ke- коэффициент учитывающий зависимость от скоростного режима двигателя определяется по формуле (3.10);
Е - коэффициент использования угловой скорости вала двигателя определяется по формуле (3.11):
ke = 125 - 099 · Е + 098 · Е2 - 024 · Е3 (3.10)
= 014545454545 (3.11)
Подставим значение в формулу (3.10) и произведем расчет удельного расхода топлива по формуле (3.9):
ke = 125 - 099 · 014545454545+ 098 · 0145454545452 - 024 · 0145454545453=11259953118 (3.10)
Часовой расход топлива (кгч) можно найти по формуле (3.12):
Остальные расчеты приведены в таблицы 1.
По рассчитанным данным строим график внешне скоростной характеристики приложение рисунок 1.
Таблица 1 - Сводная таблица по внешней скоростной характеристике
.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРЕДАТОЧНЫХ ЧИСЕЛ ТРАНСМИССИИ
Передаточное число главной передачи u0 определяется из условия обеспечения максимальной кинематической скорости автомобиля. Эта скорость соответствует максимальной частоте вращения вала двигателя при его работе на внешней скоростной характеристике и при движении автомобиля на высшей ступени в коробке передач рассчитывается по формуле (4.1):
-скорость автомобиля в мс;
1 Расчёт динамического радиуса колеса
Статический радиус колеса определяется по формуле (4.2):
где: d- диаметр колеса;
Динамический радиус колеса определяется по формуле (4.3):
где:Δ – коэффициент деформации шины Δ = 1
- передаточное число высшей передачи коробки передач прототипа;
– максимальная скорость авто по паспортным данным.
Подставим значение в формулу (4.3):
Определим передаточное число главной передачи u0 подставим значение в формулу (4.1):
Определим передаточное число трансмиссии при включении высшей ступени в коробке передач. В общем случае в трансмиссию могут входить коробка передач раздаточная коробка и главная передача. При вычислении необходимо учесть их передаточные числа определяется по формуле (4.4):
Где: - передаточные числа высших ступеней соответственно коробки передач и раздаточной коробки. Передаточное число высшей передачи в раздаточной коробке передач принимают равным 1 подставим в формулу (4.4):
Передаточное число низшей ступени коробки передач определяют исходя из обеспечения трех условий:
-Преодоление максимального дорожного сопротивления определяемого коэффициентом суммарного дорожного сопротивления
-Предотвращение буксования ведущих колес при заданном значении коэффициента сцепления φx;
-Возможность движения с заданной минимальной устойчивой скоростью vmin(для маневрирования в стесненных условиях).
Значения ma для неполноприводных автомобилей принимают φx = 07-08.
Так как скорость автомобиля на низшей передаче небольшая то силой сопротивления воздуха Fw можно пренебречь тогда получаем неравенство которому должно удовлетворять значение uтр.н.=uтр. определяется по формуле (4.5):
где: – масса полностью загруженного автомобиля
- суммарное дорожное сопротивление
- максимальный крутящий момент двигателя по ВСХ;
- коэффициент потери мощности на вспомогательное оборудование;
Также необходимо обеспечить движение без скольжения ведущих колес на низшей ступени трансмиссии. Из условия отсутствия буксования ведущих колес передаточное число низшей ступени трансмиссии uтр.н определяется по формуле (4.6):
где: значение Rz зависит от колесной формулы автомобиля;
Для полно приводных Rz равен сцепному весу .
Определим по формуле (4.7)
где - коэффициент сцепного веса (для легковых переднеприводных автомобилей);
Подставим полученные значения в формулу (4.6)
Обеспечение минимальной устойчивой скорости движения vmin в заданных дорожных условиях в формуле (4.7):
Из полученных значений по трем условиям необходимо выбрать передаточное число трансмиссии на низших передачах в систему уравнения (4.8):
Подставим полученные значение в систему уравнений (4.8):
Передаточное число низшей ступени коробки передач uк.п.н. определяется из выбранного низшего передаточного числа всей трансмиссии учитывая передаточное число главной передачи раздаточной коробки и дополнительных коробок при их наличии определяется по формуле (4.9):
Далее переходят к определению количества ступеней в коробке передач.
Отношение передаточных чисел низшей uтр.н. и высшей uтр.в. ступеней трансмиссии называют диапазоном передаточных чисел трансмиссии определяется по формуле (4.10):
Количество ступеней коробки передач nкп выбирается из условия оптимального использования мощности двигателя с целью обеспечения высоких показателей тягово-скоростных свойств и топливной экономичности автомобиля. При этом должно обеспечиваться устойчивое движение автомобиля во всем диапазоне скоростей с учетом падения скорости при переключениях передач а скоростной режим двигателя должен находиться в пределах nМ≤nд≤nN.
Формула для определения количества ступеней коробки передач (4.11):
где: qср = 140-155 принимаем q=14
Полученное значение nкп округляют до целого в сторону увеличения и затем уточняет значение qсрпо формуле (4.12):
Передаточные числа промежуточных ступеней коробки передач вычисляют по формулам (4.13) (4.14) (4.15):
Полученные значения приведенным в Таблице 2:
Таблица 2 - Сводная таблица по передаточным числам
ПОСТРОЕНИЕ ТЯГОВОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Тяговым называют режим при котором энергия передается от двигателя к ведущим колесам. Графическая зависимость свободной силы тяги на ведущих колесах от скорости ТС называется тяговой характеристикой определяется по формуле (5.1):
где: - скорость движения автомобиля в кмч на каждой из передач может быть найдена по формуле (5.2):
где: - обозначает общее передаточное число трансмиссии на каждой передаче в коробке передач.
Значение свободной силы тяги Pa на всех передачах вычисляется по формуле (5.3):
где: – касательная сила тяги на ведущих колеса автомобиля соответствующая принятым ранее числам оборотов коленчатого вала двигателя;
– сила сопротивления воздуха.
Значение касательной силы тяги на различных передачах определяют из следующей зависимости определяется по формуле (5.4):
где: – текущее значение крутящего момента соответствующее выбранным частотам вращения коленчатого вала двигателя;
– общее передаточное число трансмиссии на выбранной передаче.
Пример расчета для I передачи на оборотах двигателя 800обмин.
Аналогичным способом вычисляются величины для всего диапазона оборотов двигателя. Строится график зависимости .
.ПОСТРОЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Графическое изображение зависимости динамического фактора от скорости движения D=f(va) на всех передачах трансмиссии называется динамической характеристикой автомобиля.
Величина D зависит от конструктивных параметров автомобиля и режима его движения вычисляется по формуле:
Из этой формулы видно что динамический фактор представляет собой отношение свободной силы тяги на колесах к весу ТС определяется по формуле (6.2):
Выделяют характерные точки динамической характеристики используемые при сравнительном анализе тягово-скоростных свойств.
Динамический фактор Dv при максимальной скорости автомобиля vmaxопределяет возможность достижения vmaxв заданных дорожных условиях характеризуемых коэффициентом суммарного дорожного сопротивления v. Значениеvmax должно достигаться на горизонтальной поверхности поэтому принимают уклон дороги h =0 а коэффициент сопротивления качению f =fv. При этом должно выполняться условие Dv≥fv.
Максимальный динамический фактор на высшей передаче Dвтах определяет максимальную величину уклона дороги hвтах=Dвтах-f который может преодолеть автомобиль без перехода на низшую передачу а соответствующая ему критическая скоростьvкр.в. ограничивает диапазон скоростей устойчивого движения автомобиля на высшей передачеvкр.в.≤v≤vmax.
Максимальный динамический фактор на низшей передаче Dнmax определяет максимальное дорожное сопротивление характеризуемое коэффициентом vmax которое может преодолеть автомобиль при достаточном сцеплении ведущих колес с дорогой. Остальные расчетные данные приведем в таблице 3 и по рассчитанным данным строим график приложение рисунок 2
Таблица 3. - Значения скорости ускорения силы тяги Pw касательной силы Pk силы сопротивления воздуха Pa.
ХАРАКТЕРИСТИКИ РАЗГОНА
Ускорение при разгоне автомобиля рассчитывается по формуле (7.1):
где: –динамический фактор на
- суммарное дорожное сопротивление зависящее от коэффициента сопротивления качения определяется по формуле (7.2):
где: f0=0015(для сухого асфальта (в удовлетворительном состоянии));
- скорость движения автомобиля на
-коэффициент приведенной массы определяется по формуле (7.3).
Где: и ; передаточное отношение коробки передач на включенной передаче;
Все данные полученные при расчетах сводятся в таблицу 4 – 8 строится график зависимости J=f(va) Приложение рисунок 3
Таблица 4 - Характеристика разгона
Таблица 5 - Результаты расчетов мощностей для I передачи
Таблица 6 - Результаты расчетов мощностей для II передачи
Таблица 7 - Результаты расчетов мощностей для III передачи
Таблица 8 - Результаты расчетов мощностей для IV передачи
Таблица 8.1 - Результаты расчетов мощностей для V передачи
.ПОСТРОЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК РАЗГОНА
Время равномерного движения автомобиля обычно невелико по сравнению с общим временем его работы. Так при эксплуатации в городах автомобили движутся равномерно всего лишь 15-20% времени; от 30 до 45% времени приходится на ускоренное движение и 30-40% - на движение накатом и торможение. Для достижения высокой средней скорости в таких условиях автомобиль должен обладать высокими показателями приемистости. Приемистость оценивается временем разгона до заданной скорости на заданном пути и на высшей передаче. Их значения можно определить экспериментально или расчетным путем. В последнем случае необходимо построить графики характеристик разгона представляющие собой зависимости изменения скорости и пути от времени.
Рассмотрим графоаналитический метод получения характеристик разгона. Вначале необходимо построить динамическую характеристику автомобиля. Затем эта характеристика используется для получения характеристик ускорения позволяющих определить время скорость и путь разгона и построить графики v=f(t) и v=f(s).
Полагают что ускорение в каждом интервале изменения скорости постоянно. Тогда время разгона на этом интервале определяется по формуле (8.1):
Общее время разгона от скорости vmin до vmax равно сумме составляющих времени разгона и суммарному времени затраченному на переключение передач:
где: n – количество интервалов изменения скорости;
tп – время переключения передачи; Время tп зависит от квалификации водителя конструкции коробки передач и типа двигателя.
nкп – количество ступеней в коробке передач используемых для разгона автомобиля.
Для механических коробок принимают tп=1 – 2 с.
В течение времени tп мощность не подводится к ведущим колесам автомобиль движется накатом и скорость его уменьшается на величину которая вычисляется по формуле (8.4):
Пример расчета произведем для первой передачи:
Подставим полученные значения в формулу (8.4):
Для получения характеристики разгона v=f(s) необходимо определять приращения пути проходимого автомобилем на всех интервалах изменения скорости. Полагают что в каждом из этих интервалов автомобиль движется равномерно со средней скоростью vср i. Тогда:
Путь за время переключения передачи:
Тогда полный путь разгона составляет:
По рассчитанным данным строим зависимости v=f(t) и v=f(t).
Значения скоростей времени и пути для построения скоростной характеристики По рассчитанным данным строим график характеристики разгона v=f(t) и S=f(t)Приложение рисунок 4-5.
МОЩНОСТНОЙ БАЛАНС АВТОМОБИЛЯ
Мощностной баланс автомобиля позволяет анализировать затраты мощности на преодоление сопротивлений движению обусловленных воздействиями внешней среды и внутренним трением в механизмах автомобиля.
Эффективная мощность затрачивается на привод вспомогательного оборудования двигателя и механизмов управления автомобилем на преодоление сил трения в трансмиссии сопротивлений движению и разгону автомобиля. Учитывая все затраты мощности составим уравнение мощностного баланса определяется по формуле (9.1):
где: – эффективная мощность двигателя определяется по формуле (9.2);
– мощность потерь на трение в трансмиссии и мощность затрачиваемая на привод вспомогательного оборудования определяется по формуле (9.3);
– мощность затрачиваемая на преодоление суммарного дорожного сопротивления;
– мощность затрачиваемая на преодоления сопротивления воздуха определяется по формуле (9.4);
– мощность затрачиваемая на разгон автомобиля определяется по формуле (9.5);
- мощность затрачиваемая на преодоление дорожного сопротивления дороги.
где: = f0*(1+(00216*)2)
Все рассчитанные данные сводим в таблицу .
По рассчитанным данным строим график мощностного баланса Приложение рисунок 6
Таблица значений мощностного баланса
.ПОСТРОЕНИЕ И РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК ТОПЛИВНОЙ
1 Топливной экономичностью автомобиля называют совокупность свойств определяющих расход топлива при выполнении автомобилем транспортной работы в различных условиях эксплуатации.
Топливная экономичность в основном зависит от конструкции автомобиля и условий его эксплуатации. Она определяется степенью совершенства рабочего процесса в двигателе коэффициентом полезного действия и передаточным числом трансмиссии соотношением между снаряженной и полной массой автомобиля интенсивностью его движения а также сопротивлением оказываемым движению автомобиля окружающей средой.
Различают топливную характеристику установившегося движения автомобиля Qs=f(v) и топливно-экономическую характеристику Qs=f(v).
Топливная характеристика установившегося движения представляет собой график зависимости путевого расхода топлива Qs от скорости v при установившемся движении автомобиля. Характеристику строят для наиболее характерных дорожных условий принимая f=const и h=0 =0015
Путевой расход топлива Qs вычисляется по формуле:
где - часовой расход топлива кгч;
- плотность топлива кгм;
- скорость движения автомобиля кмч.
Величины и для карбюраторных двигателей определяются по эмпирическим формулам:
где И и Е – степень использования мощности и оборотов двигателя;
где - мощность развиваемая двигателем на установившемся режиме при кВт;
- мощность двигателя по внешней скоростной характеристике кВт;
- частота вращения коленчатого вала двигателя на данном скоростном режиме обмин;
- частота вращения коленчатого вала двигателя при максимальной мощности двигателя обмин;
где - мощность двигателя затрачиваемая на преодоление сил сопротивления дороги кВт;
- мощность двигателя затрачиваемая на преодоление силы сопротивления воздуха кВт;
- мощность потерь на трение в трансмиссии кВт;
- мощность затрачиваемая на привод вспомогательного оборудования двигателя кВт;
где - коэффициент отбора мощности.
Плотность бензина согласно справочным данным принимаем 760 кг.
Минимальный удельный расход топлива [г(кВтзависит от типа конструктивных особенностей и совершенства рабочего процесса двигателя и находится в пределах 220-250 – для бензиновых двигателей с впрыском топлива. Удельный расход топлива при максимальной мощности обычно на 5-15 % больше :
Удельный расход топлива зависит от нагрузки двигателя и скоростного режима. Эту зависимость можно представить выражением
Выразим Gт через gд и подставим в формулу:
Все рассчитанные данные сводим в таблицу 9.
По рассчитанным данным строим график топливной характеристики установившегося движения Приложение рисунок 7.
Пример расчета путевого расхода топлива для первой передачи. Мощность двигателя затрачиваемая на преодоление сил сопротивления дороги равна
Мощность двигателя затрачиваемая на преодоление силы сопротивления воздуха равна
Мощность потерь в трансмиссии и на привод вспомогательного оборудования автомобиля равна
Мощность подводимая в трансмиссию равна
Далее определим величины и :
Удельный расход топлива при максимальной мощности
Путевой расход топлива равен
626639325881342л100 км (10.1.14)
Таблица 9 - Топливная характеристика установившегося движения
Значения путевого расхода топлива л100 км на различных передачах
2 Построение топливно-экономической характеристики
При эксплуатации автомобиля в условиях широкого изменения дорожных условий используется топливно - экономическая характеристика. Эту характеристику строят на нескольких высших передачах при различных коэффициентах суммарного дорожного сопротивления . С увеличением дорожного сопротивления путевой расход топлива существенно возрастает. Кривые ограничивающие сверху топливные характеристики на соответствующих передачах представляют собой зависимости от скорости при работе двигателя на внешней скоростной характеристике.
Для построения топливно-экономической характеристики необходимо определить мощности нагрузки двигателя при заданных значениях варьируя скорость автомобиля v на всех передачах а затем вычислить соответствующие им значения путевого расхода топлива Qs.
Для расчета принимаем следующие коэффициенты суммарного сопротивления дороги:
Для определения путевого расхода топлива используем формулу:
где удельный расход топлива г(кВт;
- мощность развиваемая двигателем на установившемся режиме при кВт;
- скорость автомобиля на данной передаче ;
– плотность топлива (плотность бензина ).
Для построения кривой ограничивающие сверху топливные характеристики на соответствующих передачах используем следующую зависимость:
где - удельный расход топлива на номинальном режиме гкВтч;
- эффективная мощность двигателя кВт;
Пример расчета приводится для 4-ой при количестве оборотов коленчатого вала равного 800 обмин и при суммарном коэффициенте сопротивления:
Полученные данные для топливно-экономической характеристики в зависимости от дорожного сопротивления в таблицу 10. По рассчитанным данным строим график топливно-экономическую характеристику Приложение рисунок 8.
Таблица 10 - Данные топливно-экономической характеристики
Значения путевого расхода топлива Qs л100 км
.Построение и расчет характеристик торможения
1 Построение тормозной диаграммы
Процесс торможения во времени описывается зависимостями aт=f(t) и v=f(t). Эти зависимости называют тормозной диаграммой. Начало координат соответствует моменту возникновения ситуации вынуждающей водителя тормозить.
Максимально возможное замедление определяем по приближенной зависимости определяется по формуле (11.1.1):
где: g - ускорение свободного падения;
коэффициент сцепления для легковых автомобилей = 015 – 08.
Время реакции водителя tр=tр1+tр2
где: tр1 – время психической реакции водителя;
tр2 – время физической реакции водителя tр1=07 tр2=07.
Время срабатывания тормозного привода tср=tз+tн где tз – время запаздывания тормозного привода; tн – время нарастания замедления. tн=04tз=02;
Время торможения с установившимся замедлением tуст;
Время оттормаживания tот.
Скорость в конце периода нарастания замедления находится по формуле (11.1.2):
где: – начальную скорость автомобиля;
– скорость в конце периода нарастания замедления;
tн – время нарастания замедления;
– установившееся ускорение.
Время торможения автомобиля до полной остановки определяется по формуле (11.1.3):
где: – скорость в конце периода нарастания замедления;
– время торможения автомобиля до полной остановки;
Время торможения автомобиля до полной остановки определяется по формуле (11.1.4):
где: – время торможения автомобиля до полной остановки;
время реакции водителя;
время срабатывания тормозного привода рабочей тормозной системы;
время установившегося замедления.
Определим установившееся ускорение по формуле (11.1.5):
где: -радиус колеса качения;
-сила дорожного сопротивления;
-коэффициент приведенной массы определяется по формуле.
Подставим значение в формулу (11.1.5):
По нормативу эффективности рабочей тормозной системы автотранспортных средств категории M и N и автопоездов.
Принимаем ат.уст. = 74451820004 мс2
Время торможения автомобиля до полной остановки определяется по формуле (11.1.6):
где: tн – время нарастания замедления;
По рассчитанным данным строим тормозную диаграмму рисунок 9.
2 Расчет тормозного пути автомобиля
где: – путь проходимый за время запаздывания тормозного привода;
– начальную скорость автомобиля;
время запаздывания тормозного привода.
где: – путь проходимый за время нарастания замедления;
– установившееся ускорение;
tн – время нарастания замедления.
где: – путь проходимый за время торможения с установившимся замедлением;
где: – тормозной путь;
– путь проходимый за время торможения с установившимся замедлением;
– путь проходимый за время запаздывания тормозного привода;
– путь проходимый за время нарастания замедления.
3 Расчет остановочного пути автомобиля
Расчет остановочного пути производится по формуле (11.3.1):
где: – путь проходимый автомобилем за время реакции водителя;
– время реакция водителя;
– начальную скорость автомобиля.
где: – путь проходимый автомобилем от момента обнаружения препятствия до полной остановки;
– путь проходимый автомобилем за время реакции водителя.
По полученным данным строим график характеристики торможения рисунок 9.
Сравним полученное значение с данными из таблицы 11 и сделаем вывод.
Таблица 11 - Норматив эффективности рабочей тормозной системы автотранспортных средств категории М
Начальная скорость кмч
Тормозной путь м (замедление мс2) при испытаниях
Пассажирские автомобили
Вывод: тормозная система целесообразна показатель тормозного пути 41768051181
В ходе курсового проекта были получены знания и навыки решения задач связанных с расчетом и определением эксплуатационных и потребительских свойств автомобилей и тракторов. Также научились выбирать исходя из найденных показателей основные параметры транспортных средств. Получены навыки построения ряда характеристик автомобиля: внешней скоростной характеристики динамической и тяговой характеристики характеристик ускорения разгона и торможения топливно-экономической характеристики и топливной характеристики установившегося движения.
Тарасик В.П. Теория движения автомобиля: Учебник для вузов. – СПб.: БХВ-Петербург 2006. – 478 с.: ил. ISBN 5-94157-967-5
Тарасик В.П. Бренч М.П. Теория автомобилей и двигателей: Учебник для вузов. – Минск 2012. – 448 с.: ил. ISBN 978-985-475-512-0(Новое знание)
А.В. Кондратьев Toyota RAV4: Руководство по эксплуатации техническому обслуживанию и ремонту автомобиля Toyota RAV4.-М.:ООО ИДТР> 2012- 320 с.: ил.+ эл .схемы.
график внешне скоростной характеристики рисунок 1.
график тягово-динамическая характеристики рисунок 2.
график зависимости J=f(va) рисунок 3.
график характеристики разгона v=f(t) рисунок 4.
график характеристики разгона S=f(t) рисунок 5.
график мощностного баланса рисунок 6.
график топливной характеристики установившегося движения рисунок 7.
график топливно-экономической характеристики рисунок 8.

icon 4.cdw

4.cdw
Двигатель внутреннего сгорания
Кинематическая схема КПП
автомобиля Toyota RAV 4
Кинематическая схема автомобиля Toyota RAV 4

icon 3.cdw

Топливно-экономические
и тормозная характеристики
Характеристика торможения
Топливно-экономическая характеристика
Топливная характеристика установившегося движения

icon 1.cdw

Внешняя скоростная характеристика
и тяговая характеристики
Динамическая характеристика автомобиля

Свободное скачивание на сегодня

Обновление через: 6 часов 31 минуту
up Наверх