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 R_к=0.288 м

КПД трансмиссии - &=0.953

Коэффициент лобового сопротивления K_w=0.3

Лобовая площадь Fa=2 м²

2. Тягово-динамический расчет автомобиля

К внешним скоростным характеристикам двигателя внутреннего сгорания относят зависимости вида:

где N_e-эффективная мощность двигателя, кВт

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

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

n_e-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 n_emin до n_emax при этом:

Для карбюраторных двигателей- n_emin=600-1200 мин^-1

n_emax=(1.25-1.3)n_eN мин^-1

По указанным рекомендациям устанавливаем n_emin=800 мин^-1 и

n_emax=1.3*6000=7800 мин^-1

Определение текущего значения мощности в рабочем диапазоне оборотов

Мощность двигателя определяется по формуле Лейдермана:

N_ei=N_emax(a*(n_ei/n_eN)+b*(n_ei/n_eN)²-c*(n_ei/n_eN)³),

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

n_ei изменяется в диапазоне от n_emin до n_emax

n_eN - 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

N_ei –текущее значение эффективной мощности, кВт

N_emax-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

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

g_emin=[1.22-1.22*( n_i/_{nNe max})+( n_i/ n_{Ne max})²]

g_emin=287 г/кВт*ч

Определение эффективного крутящего момента.

Эффективный крутящий момент на коленчатом валу двигателя рассчитывается по формуле:

M_ei=9550*N_ei/n_ei, Н*м

где N_ei –текущее значение эффективной мощности,кВт

n_ei-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:

g_ei=Kg*g_emin(A-B(n_ei/n_eN)+C(n_ei/n_eN)²), г/кВт*ч

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

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

n_ei текущее значение частоты вращения коленчатого вала,мин^-1.

изменяется в диапазоне от n_emin до n_emax

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 N_e, M_e, g_e.

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:

P_kn= U_тpn*M_ei*n_тр/r_k, Н

где: P_k – сила тяги на ведущих колесах

U_трn - передаточное отношение трансмиссии на n^-ом номере передач

U_трn=U_0n*U_n*U_pkn Где:

U_0n- передаточное отношение главной передачи

U_n- передаточное отношение в коробке передач на n^-ой передаче

U_тр1=3,7*3,64=13,468

U_тр2=3,7*1,95=7,252

U_тр3=3,7*1,36=5,032

U_тр4=3,7*0,94=3,478

U_тр5=3,7*0,78=2,886

M_ei - текущее значение крутящего момента двигателя

n_тр - КПД трансмиссии на всех передачах – постоянно

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

Сила тяги на 1^-ой передаче:

P_k800=13,468*133,7*0,95/0,288=5939,715Н

P_k7800=13.468*122.44*0.95/0.288=5439.482H

Остальные значения заносятся в таблицу

Сила тяги на 2^ой передаче:

P_k800=7.252*133,7*0,95/0,288=3198.308Н

P_k7800=7.252*122.44*0.95/0.288=2928.952H

Остальные данные заносят в таблицу

Сила тяги на 3^ий передачи:

P_k800=5.032*133,7*0,95/0,288=2219,234Н

P_k7800=5.032*122.44*0.95/0.288=2032.334H

Остальные данные заносят в таблицу

Сила тяги на 4^ой передачи:

P_k800=3,478*133,7*0,95/0,288=1533.883H

P_k7800=3,478*122.44*0.95/0.288=1404,701H

Остальные данные заносятся в таблицу

Сила тяги на 5^ой передачи: