Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

1.1. Обоснование выбора параметров ma и Va,макс..

Выбор полной массы автомобиля связан с разработкой технического задания, которое учитывает значительное количество факторов – технических, экологических, экономических, социальных. В число таких факторов входят такие основные составляющие, как назначение автомобиля, традиции и уровень технической оснащённости завода-изготовителя, использование предполагаемых традиционных и нетрадиционных материалов и т.д.

Для количественного выбора значений массы вновь проектируемого автомобиля необходимо использовать эмпирические зависимости:

для легкового автомобиля:

_,

для грузового автомобиля:

,

для городского автобуса:

,

для междугороднего автобуса:

,

где - масса снаряжённого автомобиля (полная заправка, шанцевый инструмент, но без водителя);

- масса пассажира ( кг);

- масса груза;

- число мест для пассажиров;

n - число стоячих мест;

- масса багажа – 5 кг на одного человека (грузовой автомобиль, автобус городского типа), 10 кг – легковой автомобиль, 15 кг – междугородний автобус.

Для грузовых автомобилей может быть использован коэффициент грузоподъёмности , который по статистическим данным лежит в пределах 0,8…1,1. Для автопоездов используется аналогичный коэффициент , где - масса прицепа, - масса тягача под нагрузкой. Для дорог I и II категорий = 0,5…1,2, для движения по грунту = 0,3…0,6.

Для легковых автомобилей масса снаряжения зависит от класса см. таблицу.

Зависимость массы снаряжения легковых автомобилей от их класса Таблица

Выбор максимальной скорости движения Va,макс., как и его масса, зависит от типа и назначения автомобиля. Значения Va,макс. для современных легковых автомобилей находятся в пределах 100…250 км/ч. при этом удельная мощность двигателя укладывается в диапазон 20…90 кВт/т. При этом значения Va,макс. соответствуют :

.

Грузовые автомобили по параметру Va,макс. имеют следующие скоростные пределы движения - 80…100 км/ч. Нижний предел не должен быть менее 75 км/ч. По условиям безопасности прохождения поворотов с грузами верхний предел должен соответствовать 95 –105 км/ч. Удельная мощность грузового автомобиля лежит в пределах 6 кВт/т ( наименьший расход топлива ), а при кВт/т обеспечивается движение грузового автомобиля в транспортном потоке наравне с другими типами автомобилей.

1.2. Определение максимальной мощности силовой установки

Определение максимальной и текущей мощности силовой установки свяжем с потребной мощностью двигателя на ведущих колёсах при достижении автомобилем максимальной скорости. , кВт (1)

где - вес автомобиля в Н; Va,макс. - максимальная заданная скорость движения автомобиля в км/ч; f_Σ- суммарный коэффициент сопротивления движению. Вес автомобиля связан с массой соотношением:

, Н

где м/с² (средняя широта северной долготы).

Сопротивление , приведённое к колёсам автомобиля, выражается через эмпирическую зависимость в общем виде:

, (2)

где, - коэффициент сопротивления качению шин при минимальной скорости;

- коэффициент обтекаемости Н·с²/м⁴; - лобовая площадь автомобиля м².

При этом суммарная сила сопротивления от дороги и окружающей среды на колёсах равна: Н

Найдём значение мощности на выходном валу двигателя , что предполагает знание величин потерь по передачам в трансмиссии автомобиля , которые зависят от её схемы. Рассмотрим классическую схему трансмиссии автомобиля с колёсной формулой 4х2.

Рис.1 – Классическая схема трансмиссии автомобиля 4х2

_{К.п.д. трансмиссии находится как результат умножения коэффициентов полезного действия всех агрегатов трансмиссии до ведущего колеса. Для автомобиля 4х2 –это простое произведение двух значений:}

,

где - к.п.д. коробки передач при включенной j-ой передаче;

- к.п.д. главной передачи.

С учетом общего к.п.д. трансмиссии необходимая мощность на валу двигателя при максимальной скорости будет равна

, (3)

где к.п.д. трансмиссии с индексом “п” означает прямую передачу.

1.3. Определение опорных точек для внешней скоростной характеристики ДВС

Аналитическое выражение для внешней скоростной характеристике ДВС требует знания двух или трёх опорных точек с координатами (n_e,N_e), через которые необходимо провести уравнение в виде кубической параболы третьей степени с постоянными коэффициентами. На рис. 2 показана ордината первой точки найденная по уравнениям (1) и (3) и характеризующая значение потребной мощности при максимальной скорости.

Для большей общности расчёта предположим, что проектируемый автомобиль должен обладать улучшенной динамикой. Увеличим мощность силовой установки Ne,v введением коэффициента ( коэффициент увеличения мощности) имеющий диапазон от 1,05 до 1,3. В этом случае мы задаем три опорные точки (рис.3). Максимальная мощность двигателя (вторая ордината и точка 2) находится из выражения:

(4)

В результате принятых допущений и решений имеем две точки на внешней скоростной характеристике двигателя (рис. 3).

Найдём третью точку, характеризующую величину мощности двигателя при минимально устойчивых оборотах, которую обозначим как Nмин. (рис. 4). Численное значение этой величины соответствует принятому значению коэффициента Kмин., имеющего пределы , по опытным данным, от максимальной мощности .

N_e,

кВт

N_N

N_V

2

1

3

N_мин

n_{e, мин.}^-1

0

Рис. 4 – ВСХ с тремя опорными точками

В этом случае

·(0,12 ... 0,22) (5)

Определение абсцисс точек 1,2 и3 (угловые скорости) вновь задают исходя из опытных данных по частотам вращения выходного вала современных двигателей.

Максимальные частоты вращения двигателей при условии максимальной скорости движения составляют:

для легковых автомобилей: мин.^-1,

для грузовых автомобилей: мин.^-1,

для автобусов с бензиновым двигателем: мин.^-1,

для автобусов с дизельным двигателем: мин.^-1

По опытным данным различие в частотах вращения выходного вала при максимальной скорости и частоты при максимальной мощности (рис.5) лежит в диапазоне Δne мин.^-1.

Значения минимально устойчивых частот вращения вала двигателя, при полной нагрузке, составляют мин.^-1 Для дизельных двигателей минимально устойчивые значения частот вращения выходного вала двигателя могут принимать ещё меньшие значения, например: до 400 мин^-1.

1.4. Построение внешней скоростной характеристики двигателя

Существует значительное число аналитических зависимостей связывающих текущее значение мощности с частотой вращения вала двигателя. Достаточно привести, в качестве примера, формулы Хлыстова, проф. И.М. Ленина, Лейдермана и многих других отечественных и зарубежных исследователей. В подавляющем большинстве эти зависимости являются кубическими уравнениями с постоянными коэффициентами а, b, с. Для бензиновых двигателей достаточно часто используют формулу Лейдермана с коэффициентами: а=1, b=1 и с=-1.

,

Принимаемые коэффициенты , , с суммой коэффициентов а+b+с=1 не всегда точно, как, впрочем, и другие зависимости, отражают числовые значения в опорных точках 1 и 3 с предлагаемыми коэффициентами. Это связано с тем, что крайние точки не являются фиксированными, что показано на рис. 4. Для того чтобы избежать эти неточности, предлагается отыскивать искомую зависимость, разбив её на два участка: левую ветвь и правую ветви (рис. 6 ) с общим максимальным значением ординаты для двух кубических парабол. Составив систему из трёх алгебраических уравнений с вспомогательными коэффициентами к1, к2 ... и α_i и находим решение для искомых коэффициентов а, b и с (6) в общем виде.

,

где , , , .

Рис. 6 – Коррекция формулы Лейдермана.

В свою очередь коэффициент при переменной Ni принимает значение максимума для правой ветви и минимума для левой по параметрам оборотов и мощностей.

, , . (6)

Перепишем значения коэффициентов , , для правой и левой из аппроксимируемых ветвей (кривых).

Левая ветвь Правая ветвь

(7)

Характеристики

Список файлов книги