Расчет и построение экономической характеристики автомобиля

 

Основным показателем топливной экономичности автомобиля является расход топлива в литрах на 100 км пройденного пути (Q_s, л/100км).

Экономическая характеристика автомобиля представляет собой графическую зависимость расхода топлива (Q_s, л/100км) от скорости (и, м/с) движения автомобиля в различных дорожных условиях. При этом принимаются допущения, что автомобиль с полной нагрузкой движется равномерно на высшей передаче по дороге с суммарным коэффициентом сопротивления ψ. Расход топлива в этом случае определяется по формуле:

 

 (26)

 

где  время (ч), требуемое для прохождения 100км пути при скорости υ_i;, м/с;

ρ_Т - плотность топлива, кг/л (для бензина р_х=0,75кг/л);

N_ei - мощность, затрачиваемая двигателем на преодоление дорожных сопротивлений при различной скорости (υ_i м/с) движения автомобиля, кВт;

gei - удельный расход топлива при мощности N_ei, г/кВт'ч;

υ_i- скорость движения автомобиля на высшей передаче при различных частотах вращения коленчатого вала двигателя (берется из таблицы 6).

Сначала рассчитываются значения мощностей N_ei, потребных для развития скоростей υ_i на высшей передаче при ψ_min=0,018 для различных частот вращения коленчатого вала. Результаты расчета заносятся в графу N_ei таблицы 7. По отношениям n_i/n_н и N_eш/N _{e (вн)} определяются коэффициенты k_n и k_N. Далее рассчитываются значения g_ej и Q_s.

Величина N_ei в формуле может быть определена следующим образом:

 (27)

 

Значение силы сопротивления дороги - Р_ψ, определяется по формуле:

 

 (28)

 

где G_a - вес автомобиля с полной нагрузкой;

ψ - суммарный коэффициент сопротивления дороги.

Расчет силы P_ψ, а следовательно и мощности двигателя N_ei должен быть выполнен отдельно по каждому из четырех значений коэффициента ψ:

. Ψ_min=0,018 (это значение коэффициента ψ соответствует горизонтальному участку асфальтобетонного шоссе);

2. Ψ_υ =0,027;

3. Ψ_ср=0,059 (это среднее значение коэффициента ψ между ψ _min и ψ _max);

4. Ψ_max=0,1 (это значение коэффициента ψ соответствует тяжелым дорожным условиям, в частности движению автомобиля по песчаному грунту).

Значения силы сопротивления воздуха - P_w, берутся в соответствии с принятыми скоростями движения автомобиля (υ_i м/с) на высшей передаче.

Расчитываем  при различных ψ:

Рассчитываем значение мощностей N_ei на высшей передаче при ψ_min=0.018

 

Рассчитываем значение мощностей N_ei на высшей передаче при ψ_υ=0.027

Рассчитываем значение мощностей N_ei на высшей передаче при ψ_ср=0.059

Рассчитываем значение мощностей N_ei на высшей передаче при ψ_max=0.1

Удельный расход топлива (gei, г/кВт'ч) рассчитывается из выражения:

 

 (29)

 

где g_eн - удельный расход топлива при номинальной мощности двигателя (принимается по заданию g_eн=293), г/кВт'ч;

k_n - коэффициент, учитывающий скоростной режим двигателя (находится из графика, в зависимости от n_i/n_н);

k_N - коэффициент, учитывающий нагрузочный режим двигателя (находится из графика, в зависимости от N_e/ N_e(_BH). Значение N_e(BH) берется из строки N_e в таблице 1).

 

 k_n0.2=1.08

 k_n0.4=1

 k_n0.6=0.96

 k_n0.8=0.95

 k_n1=1

 k_n1.2=1.12

Рассчитываем коэффициент k_N при ψ_min=0.018

 K_N0.2=1,5

 K_N0.4=1.62

 K_N0.6=1.5

 K_N0.8=1.3

 K_N1=1

 K_N1.2=0,9

Рассчитываем коэффициент k_N при ψ_min=0.059

 K_N0.4=0,9

 K_N0.6=0,9

 K_N0.8=0,86

При условии, что N_ei> N_e(вн) т.е мощности двигателя при движении на прямой передаче недостаточно для преодоления сопротивления дороги с коэффициентом ψ, то расходы топлива gei и Q_s не определяются.

Рассчитываем коэффициент g_ei при ψ_min=0.018

Рассчитываем коэффициент g_ei при ψ_ср=0.059

Рассчитываем коэффициент Qs при ψ_min=0.018

Рассчитываем коэффициент Qs при ψ_ср=0.059

Результаты расчета заносим в таблицу 7.

 

Таблица 7

ψ	υi м/с	knNei кВтNe(вн) кВт kNgei г/кВтчQs л/100км
Ψmin	4,85	0.2nн	0.2	1,08	2.4	7.45	0.32	1.5	474.66	5.72
	9,73	0.4nн	0.4	1	5.25	18.62	0.28	1.6	474.66	9.5
	14,60	0.6nн	0.6	0,96	9.0	27.18	0.3	1.5	421.92	9.6
	19,47	0.8nн	0.8	0,95	14.11	34.25	0.4	1.3	361.85	9.72
	24,33	nн	1	1	21.01	37.23	0.6	1	293	9.3
	29,19	1.2nн	1.2	1,12	30.15	34.25	0.88	0.9	295.34	11.3
Ψυ	4,85	0.2nн	0.2	1,08	10.93	7.45	-	-	-	-
	9,73	0.4nн	0.4	1	25.58	18.62	-	-	-	-
	14,60	0.6nн	0.6	0,96	37.63	27.18	-	-	-	-
	19,47	0.8nн	0.8	0,95	48.19	34.25	-	-	-	-
	24,33	nн	1	1	54.68	37.23	-	-	-	-
	29,19	1.2nн	1.2	1,12	55.18	34.25	-	-	-	-
Ψср	4,85	0.2nн	0.2	1,08	7.63	7.45	-	-	-	-
	9,73	0.4nн	0.4	1	15.3	18.62	0.82	0.9	284.79	16.6
	14,60	0.6nн	0.6	0,96	23.00	27.18	0.8	0.9	263.7	15.4
	19,47	0.8nн	0.8	0,95	30.75	34.25	0.89	0.86	250.5	14.7
	24,33	nн	1	1	38.55	37.23	-			-
	29,19	1.2nн	1.2	1,12	46.42	34.25	-	-	-	-
Ψmax	4,85	0.2nн	0.2	1,08	12.9	7.45	-	-	-	-
	9,73	0.4nн	0.4	1	25.86	18.62	-	-	-	-
	14,60	0.6nн	0.6	0,96	38.78	27.18	-	-	-	-
	19,47	0.8nн	0.8	0,95	51.73	34.25	-	-	-	-

 

По представленным в таблице 7 данным строится экономическая характеристика автомобиля.

Заключение

 

В результате выполненных расчетов определены числовые значения показателей эксплуатационных свойств и построены графики тягового баланса, скоростной характеристики, мощностной характеристики, динамической характеристики и экономической характеристики. Полученные результаты были сравнены с автомобилями современного автопарка.

 

Параметры	Автомобиль
	прототип	проектируемый
Максимальная скорость движения на горизонтальном участке асфальтобетонного шоссе υmax, м/с	30,5	29,19
Полный вес автомобиля Ga, Н	23324	23128
Мощность двигателя номинальная Neн, кВт	55,9	37,23
Максимальный крутящий момент Мкр^max, Н'м	159,8	96,96
Передаточное число главной передачи i0	5,125	5,6
Передаточные числа коробки передач - на первой передаче ik1 - на второй передаче ik2 - на третьей передаче ik3 - на четвертой передаче iк4	3,78 2,60 1,55 1,00	8,3 4,12 2,05 1,00
Расход топлива на 100км пути на горизонтальном участке асфальтобетонного шоссе Qs^υ^max, л/ 100км	16,2	11,3

 

Анализируя прототип и проектируемый автомобиль можно сделать следующие выводы мощность двигателя уменьшилась, следовательно уменьшилась средняя скорость движения автомобиля. Тягово-скоростные показатели существенно увеличились. Исходя из рассчитанных скоростных и тяговых показателей расход топлива на 100 км. пути уменьшился. Это говорит об экономичности проектируемого автомобиля с улучшенными передаточными числами коробки передач.

 

Литература

 

1. Методические указания по выполнению курсового проекта для студентов заочного факультета, обучающихся по специальности «Автомобили и автомобильное хозяйство»

2. Автомобили: Теория и конструкция автомобиля и двигателя / Вахламов В.К., М.Г. Шатров, А.А. Юрчевский; Под ред. А.А. Юрчевскиого.- М6 Академия, 2003,-816 с.

.   Вахламов В.К. Автомобили: Эксплуатационные свойства / В.К. Вахламов.- М6» Академия», 2005.-240 с (Учебник для студентов высших учебных заведений)