3.3 Паливна економічність автомобіля

Оціночними показниками паливної економічності являється загальна витрата палива , віднесена до довжини пройденого шляху.

Залежність витрати палива в літрах на 100км від швидкості руху автомобіля і коефіцієнта опору дороги при русі називають паливно-економічною характеристикою автомобіля, яку можна побудувати, користуючись методикою, розробленою І.С. Шлипре [5]. Згідно з цією методикою витрата палива (л/100км) визначають за допомогою рівняння:

,

де – ефективна витрата палива двигуна при максимальній потужності, г/кВт·год:

- для дизельних двигунів =(220...240) г/кВт·год;

- для карбюраторних двигунів =(330…350) г/кВт·год;

– коефіцієнт, враховуючий зміну питомої витрати;

– коефіцієнт, враховуючий зміну в залежності від ступеня використання потужності двигуна;

– ККД трансмісії автомобіля;

– густина палива, кг/м³;

– сила опору дороги, Н;

– сила опору повітря, Н.

Наближені значення коефіцієнтів, одержаних І.С.Шлипре, показано на (рис. 3).

Для побудови паливно-економічної характеристики необхідно задатися декількома значеннями і по відомій величині (див. зовнішню характеристику двигуна) визначити відношення .Для цього краще користуватися даними табл. 2.6. Після чого на рис.3 знаходять . За даними табл.2.6. визначають для прийнятих значень швидкості і відповідні їм значення сили опору повітря на прямій передачі. Силу опору дороги розраховують за формулою:

,

де – опір дороги (в завданні =0,03).

По силах опору повітряного середовища і дороги визначають для прийнятих значень швидкості руху ступінь використання потужності В двигуна по залежності:

,

де – задане значення потужності двигуна, яке приймається для даної частоти обертання із табл.2.6. Після чого для кожного значення за рис.3 знаходять коефіцієнт , а потім визначають витрату палива в літрах на 100км, які відповідають певній швидкості руху. З’єднуючи окремі точки плавною кривою, будують паливно-економічну характеристику автомобіля (див. рис.1е). Після чого по паливно-економічній характеристиці визначають витрату палива (л/100км) при заданій швидкості руху =15м/с.

Рис. 3. Зміна коефіцієнтів і : а – коефіцієнта від відношення для всіх типів двигунів; б – коефіцієнта від степені використання потужності ; 1 – для карбюраторних двигунів; 2 – для дизелів.

3.4 Плавність руху автомобіля

Основним оціночним показником плавності руху автомобіля являється частота вільних коливань підресорених і непідресорених мас, а також швидкість, прискорення і швидкість зміни прискорення підресорених мас при коливаннях автомобіля.

Частоту вільних коливань підресорених мас визначають по залежності, і ці

,

де – статичний прогин підвіски, м;

– статичне вагове навантаження на підвіску даного моста, Н;

Е – жорсткість підвіски, Н/м.

Плавність руху вантажних автомобілів вважається задовільною, якщо частота власних коливань підресорених мас =1,3...1,7Гц. При цьому статичний прогин підвіски складає 0,08...0,13м (менше значення для задньої підвіски, більше для передньої).

Після вибору та обґрунтування статичного прогину визначають дійсну частоту вільних коливань підресорних мас, зв'язаних з передньою і задньою підвісками.

Знайдені частоти характеризують вільні коливання підресорних мас автомобіля, які припадають на підвіски переднього і заднього мостів, і називаються низькими.

Маси мостів автомобіля непідресорені і здійснюють високочастотні вільні коливання, обумовлені жорсткістю шин, Гц:

,

де – сумарна жорсткість шин даного моста [6, с.45-46], Н/м;

– маса моста, яка може бути прийнята рівною 0,1 (передній міст) і 0,15 (задній міст) від маси спорядженого автомобіля, яка припадає на відповідні мости.

При відсутніх даних про жорсткість шин проектованого автомобіля орієнтовно можна прийняти =6,0...6,5Гц (менше значення – передня підвіска, більше – задня)

Крім вільних коливань, автомобіль здійснює і вимушені.

Вимушені коливання, які виникають в результаті нерівності дороги, мають частоту, Гц:

,

де – швидкість руху автомобіля, м/с;

– довжина хвиль нерівностей, м; на дорогах з твердим покриттям перебільшує довжини хвиль від 0,5 до 5,0м.

Із останньої залежності випливає, що при швидкостях руху від 0 до 17 м/с (60км/год) частота вимушених коливань може досягати 3,4Гц при =5м і 341 Гц при =0,5м. Таким чином, в цьому інтервалі руху можливе виникнення резонансних коливань як підресорних мас і (низькочастотний резонанс), так і непідресорених (високочастотний резонанс).

Рис.4. Залежність резонансних швидкостей руху автомобіля від довжини нерівностей.

Використовуючи залежність , будують графік для частот вільних коливань підресорених і непідресорених мас (рис.4). З допомогою графіків в курсовій роботі визначають значення , при яких настають резонансні коливання при значенні =3,5м, а також резонансні значення при значені =10м/с.

Після визначення частот вільних коливань і резонансних швидкостей руху в курсовому проекті розраховують швидкість, прискорення і швидкість зміни прискорення підресорної маси над передньою і задньою підвісками при їх коливаннях.

Швидкість коливань підресорної маси:

Прискорення при коливаннях:

Швидкість зміни прискорень при коливаннях:

В наведених виразах висоту нерівності приймають рівною 0,05м.