Тяговый расчет автомобиля 10

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова»

(ФГБОУ ВПО «ИжГТУ имени М.Т. Калашникова»)

Кафедра «Строительные и дорожные машины»

К.В.Глухов

Топливная экономичность автомобиля

Методическое пособие №3

к практическим занятиям по дисциплине:

«Теория эксплуатационных свойств автомобиля и трактора»

Ижевск 2013

Топливная экономичность автомобиля Методическое пособие к практическим занятиям / К.В. Глухов , «Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова». Ижевск , 2013. 14 с.

Методическое пособие по дисциплине «Теория эксплуатационных свойств автомобиля и трактора» предназначено для использования студентами направления 270800.62 строительство, профиль «механизация и автоматизация строительства» на практических занятиях при выполнении курсового или дипломного проектов.

Табл.7 Ил.2

Тяговый расчет автомобиля (часть 1).

Задание

Провести расчет параметров топливной экономичности на установившихся скоростях движения и при разгоне автомобиля.

Порядок выполнения

Перед выполнением работы студенты изучают общее устройство, главные параметры и основы расчета параметров топливной экономичности автомобиля по конспектам лекций и рекомендованной литературе.

Задание для расчета студенты берут из таблицы Приложения 1 в соответствии с указанным преподавателем вариантом, а исходные данные для расчета автомобиля из таблиц приложения 2-5.

Пользуясь изложенной в настоящей разработке методикой, студенты определяют следующие характеристики и параметры:

• Внешнюю скоростную характеристику двигателя

• Частичные характеристик двигателя

• Силу сопротивления движению автомобиля в зависимости от скорости.

• Топливную характеристику установившегося движения

• Топливную характеристику при разгоне автомобиля

Методика выполнения

Скоростная характеристика двигателя зависит от особенностей выполнения конструктивной схемы двигателя и является его отличительным свойством. Современные методы конструирования двигателя позволяют в существенной мере формировать внешнюю скоростную характеристику двигателя, которая определяется экспериментально в процессе стендовых испытаний. Однако, для предварительных расчетов ее можно построить по эмпирическим формулам, предложенными различным авторами.

Наиболее распространена следующая формула

(1)

Где :

n_N -частота вращения двигателя на режиме максимальной мощности

N max - максимальная мощность двигателя

Ne - текущее значение мощности

ne- текущее значение частоты вращения

А₁, А₂ .А₃ - коэффициенты, характеризующие тип двигателя

Значения nN и N max берутся из характеристик двигателя

для четырехтактных дизелей А₁ = 0.53; А₂ = 1.56; А₃ = 1.09;

для четырехтактных бензиновых двигателей А₁= А₂=.А₃=1

Крутящий момент определяют по формуле

(2)

Пользуясь формулами 1,2, определяем не менее 8 текущих значений Ne , Me , . .Значения частоты вращения двигателя должны быть расположены равномерно, при этом последнее значение должно быть на 10-15 % выше частоты вращения на режиме максимальной мощности.

Удельный расход топлива определятся по формуле

(3)

Для удобства вычисления рекомендуется вести вычисления в табличной форме

Результаты расчётов Ne , Me сводят в таблицу и строят график внешней скоростной характеристики, рис. 1.

Таблица 1

Расчет внешней скоростной характеристики

nе, мин-1				Ne, кВт	Mе, н*м
n1
N2
N3
N4
N5
N6
N7
n8

Для частичных режимов работы удельный расход топлива определяется по формуле

(4)

Где

g_N удельный эффективный расход топлива на при максимальной мощности двигателя

k_ω – коэффициент изменения удельного эффективного расхода топлива в зависимости от угловой скорости коленчатого вала

k_и коэффициент изменения удельного эффективного расхода топлива в зависимости от степени использования мощности двигателя.

Результаты расчетов сводятся в таблицу

Таблица 2

Расчет коэффициентов k_ω, k_и

%	20	30	40	50	60	70	80	90	100
И %
kω	1,15	1,09	1,04	1,02	1,01	1,00	1,01	10,2	1,04
kи(бензин)	2,11	1,67	1,33	1,22	1,11	1,05	1,00	1,05	1,11
kи(дизель)	1,56	1,38	1,25	1,12	1,09	1,04	1,00	1,06	1,25

Рис 1 Внешняя скоростная характеристика

Скорость движения автомобиля при заданной частоте вращения коленчатого вала двигателя (об/мин)

(5)

Где :

r_Д-радиус качения колеса (динамический)-

i_r-передаточное отношение коробки передач

i_o-передаточное отношение главной передачи

i_Дк –передаточное отношение дополнительного редуктора ( если он есть)

При движении с постоянной скоростью мощность подводимая к ведущим колесам, расходуется на преодоление силы сопротивления вращению колес и силы сопротивления воздуха. Тогда мощность необходимая для установившегося движения по горизонтальной дороге со скоростью V определяется по формуле

(6)

Где

N_f мощность расходуемая на преодоление сил сопротивлению качения

.

N_f=fGV/1000 квт (7)

N_w мощность на преодоление сил сопротивлению воздуха

квт (8)

-площадь поверхности автомобиля на плоскость перпендикулярную его продольной оси (лобовая площадь автомобиля) м²;

-коэффициент сопротивления воздуха, зависящий от формы автомобиля, качества отделки поверхности, и атмосферных условий, кг/м³;

V- скорость движения автомобиля, м/с.

η_тр коэф. полезного действия качения

Средние значения площадей и коэффициентов сопротивления воздуха представлены в таблице Приложения 5

Расчет и построение топливно экономической характеристики.

- Для выбранных часто вращения двигателя (в соответствии с таблицей1) определяют соотношение и по полученным значениям находят значения k_ω;

-для выбранных значений n_e определяют соответствующие скорости движения автомобиля V (формула 5) и для этих скоростей по заданному по заданному коэффициенту сопротивления дороги f находят мощности затрачиваемые на преодоление сопротивления дороги N_f и воздуха Nw и определяют мощность необходимую для движения автомобиля на заданной скорости N_V(по формуле6);

- по внешней скоростной характеристике двигателя для выбранных значений n_e определяют эффективную мощность двигателя N_e ;

- по известным значениям эффективной мощности N_e и мощности необходимой для движения автомобиля определяют степень использования мощности двигателя «И» и по полученным значениям ( из таблицы 2) находят _, k_и;

-по найденным значениям коэффициентов k_ω, k_и определяют удельный эффективный расход топлива g_e ( формула 4);

-по полученным значениям g_e находят путевой расход топлива q_П при равномерном движении автомобиля;

-повторив указанные выше расчеты для других скоростей, движения строят топливную характеристику установившегося движения.

Рис 2 Зависимость расхода топлива от скорости