Расчет и построение экономической

ХАРАКТЕРИСТИКИ АВТОМОБИЛЯ

Топливную экономичность автомобиля принято оценивать расходом топлива в литрах на 100 км пройденного пути.

Если известен часовой расход топлива двигателя - G_т кг/ч и скорость движения автомобиля V км/ч, то расход Q_s топлива в литрах на 100 км пробега выразится в виде следующей зависимости:

, л/100 км,

где g_е - удельный расход топлива, г/кВт×ч; N_e - мощность двигателя, потребная для движения автомобиля в заданных условиях, кВт; g_т - плотность топлива, кг/л;

для бензина g_т = 0,725 кг /л; для дизельного топлива g_т = 0,825 кг/л.

Эффективная мощность двигателя N_e, потребная для движения автомобиля в заданных дорожных условиях определяется по формуле

,

где y - приведенный коэффициент дорожного сопротивления; G_a - сила тяжести автомобиля, Н; h_тр - КПД трансмиссии; V - скорость движения автомобиля, км/ч;

К и F - соответственно коэффициент обтекаемости и площадь лобовой поверхности

автомобиля.

Подставляя значение мощности двигателя в уравнение расхода топлива, получим

, л/100 км.

При выполнении работы следует учесть, что удельный расход топлива g_e является величиной переменной, зависящей от скоростного и нагрузочного режимов работы двигателя. Чтобы учесть это влияние, удельный расход топлива g_е определяют по формуле

g_e = Кn × K_N × g_{e (Ne max)},

где g_{e(Ne max)} - удельный расход топлива при максимальной мощности двигателя по внешней скоростной характеристике, г/кВт×ч; К_n и K_N - коэффициенты, учитывающие соответственно влияние на удельный расход топлива скоростного и нагрузочного

режимов работы двигателя.

Величина коэффициентов К_n и K_N может быть определена из графиков (рис. 6, а, б), где значение коэффициента К_n дано в функции от отношения текущей частоты вращения коленчатого вала двигателя при данной скорости движения к частоте вращения вала при максимальной скорости автомобиля; значение коэффициента. K_N дано в функции от отношения мощности, затрачиваемой на преодоление сопротивлений с данной скоростью к мощности двигателя при той же частоте вращения вала по внешней скоростной характеристике. Эта зависимость приведена в виде двух кривых: дли карбюраторных автомобильных двигателей, для дизельных двигателей.

Для лучшего представления об экономичности автомобиля строится график, показывающий зависимость расхода топлива автомобиля на 100 км пробега от скорости движения и дорожного сопротивления, эта характеристика носит название экономической характеристики автомобиля.

Обычно теоретическая экономическая характеристика строится для условий равномерного прямолинейного движения автомобиля на разных скоростях в разных дорожных условиях.

Для построения экономической характеристики автомобиля по оси абсцисс откладывают в масштабе скорости движения автомобиля со значениями V=10, 20, 30...км/ч. Для курсовой работы следует принять движение автомобиля на дороге, характеризующейся приведенным коэффициентом дорожного сопротивления движению y с полной нагрузкой на прямой передаче (y=0,02; 0,035; 0,05).

а) б)

Рис. 6. График значений коэффициентов

 

Расчет экономической характеристики следует вести в такой последовательности:

1. С учетом данных внешней скоростной характеристики (рис. 4) определяют скорость движения автомобиля на прямой передаче по формуле

, км/ч.

2. По формуле

определяют мощность двигателя, требуемую для движения автомобиля на разных скоростях на одной из заданных дорог до полной загрузки двигателя.

3. Зная частоту вращения коленчатого вала двигателя для разных скоростей движения автомобиля, определяют отношения согласно которым по графику (рис. 6 а) находят значения коэффициентов К_N.

4. По графику внешней скоростной характеристики двигателя для принятых частот вращения коленчатого вала находят значения эффективной мощности N_e(вн) и согласно отношению по графику (рис. 6 б) устанавливают согласно типу двигателя значения коэффициента К_N.

5. По формуле g_e = К_n×К_N×g_eNe(max) подсчитывают удельный расход топлива для разных скоростей движения автомобиля.

6. Согласно полученным значениям g_e и N_e для разных скоростей движения на прямой передаче автомобиля определяют расход топлива на 100 км пути по формуле

, л/100 км.

7. Аналогично производится расчет расхода топлива на 100 км пробега автомобиля для других сопротивлений дорог с учетом коэффициентов сопротивлений.

8. На основании полученных расчетных данных составляется таблица по следующей форме:

y	V, км/ч	n, мин^-1		Кп	Ne		КN	ge, г/(кВт×ч)	Qs, л(100 км)

9. Производят построение экономической характеристики автомобиля для заданных дорожных условий Q_s = f(V) (рис. 7).

Рис. 7.Экономическая характеристика автомобиля

 

 

10. По графику экономической характеристики автомобиля производится анализ его работы: определяют наиболее экономичную скорость движения, отмечают участки повышенных расходов топлива в зонах больших и малых скоростей движения, устанавливают максимально возможные скорости движения в зависимости от дорожных сопротивлений.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Таблица 2

Технические характеристики отечественных гусеничных тракторов

Парметры	Марки тракторов
Т-70С	ДТ-75	ДТ-75М	Т-4А	Т-100М	Т-130	Т-150
Тип гусеничного движителя	полу-жест-кий	эластичный	полужесткий	полу-жесткий	эластич-ный
Номинальная сила тяжести, кН
Конструктивная масса трактора, кг
Продольная база трактора, мм
Расстояние по горизонтали от центра тяжести трактора до оси ведущих колес (звездочек), мм
Радиус начальной окружности ведущей звездочки, мм
Высота центра тяжести над уровнем земли, мм
Наибольшая высота точки прицепа, мм
Длина опорной поверхности гусениц, мм
Колея трактора по центру гусениц, мм
Ширина звена гусениц, мм
Дорожный просвет, мм

 

Таблица 4

Коэффициенты сопротивления качению f

и коэффициенты сцепления j тракторов и автомобилей

Вид почвы или дороги	Тракторы на пневматических шинах	Гусеничные тракторы
f	j	f	j
Тракторы
Асфальтированное шоссе	0,01-0,02	0,8-0,9	-	-
Гравийное шоссе	0,020-0,03	0,6	-	-
Грунтовая сухая дорога	0,025-0,045	0,6-0,8	0,02-0,07	0,9-1,0
Целина, плотная залеж	0,03-0,07	0,7-0,9	0,06-0,07	1,0-1,1
Залеж 2-3-х лет	0,06-0,08	0,6-0,8	0,06-0,07	0,9-1,0
Стерня	0,08-0,10	0,6-0,8	0,06-0,08	0,8-1,0
Вспаханное поле	0,12-0,18	0,5-0,7	0,08-0,10	0,6-0,8
Поле, подготовленное под посев	0,16-0,18	0,4-0,6	0,10-0,12	0,6-0,7
Скошенный луг, влажный	0,08	0,6-0,8	0,07	0,7-0,9
Слежавшаяся пахота	0,08-0,12	0,5	0,08	0,6
Укатанная снежная дорога	0,03-0,04	0,3-0,4	0,06-0,07	0,5-0,7
Обледенелая дорога	0,02-0,025	0,1-0,3	0,03-0,04	0,2-0,4
Болотно-торфяная целина осушенная	-	-	0,11-0,14	0,4-0,6
Песок	0,16-0,18	0,3-0,4	0,10-0,15	0,4-0,5
Автомобили
Асфальтированное шоссе	0,015-0,020	0,6-0,75
Гравийно-щебеночная дорога	0,020-0,030	0,5-0,65
Булыжная мостовая	0,025-0,035	0,4-0,5
Сухая грунтовая дорога	0,03-0,05	0,5-0,7
Грунтовая дорога после дождя	0,05-0,15	0,35-0,5
Песок	0,17-0,30	0,65-0,75
Снежная укатанная дорога	0,03-0,04	0,3-0,35

 

Таблица 5

Справочные данные по тракторным и автомобильным шинам

Размер шин в дюймах	Давление воздуха в шинах, МПа	Грузоподъемность шины в кг при указанном давлении воздуха
	1. Для тракторов
Направляющие колеса:
4,00-16	0,14-0,2	185-230
5,50-16	0,14-0,25	900-420
6,0-16	0,14-0,25	390-550
6,50-20	0,14-0,27	450-660
8,00-20	0,14-0,25	680-925
9,00-16	0,14-0,25	780-1100
Ведущие колеса:
8-32	0,08-0,17	535-680
9-20	0,08-0,14	500-695
9-42	0,08-0,14	695-1180
10-28	0,08-0,11	690-845
11-38	0,08-0,15	975-1410
12-38	0,08-0,14	1130-1570
13-30	0,1-0,13	1360-1550
15-20	0,11-0,14	2100-2420
2. Для грузовых автомобилей и прицепов
6,50-20	0,275-0,35	500-750
7,50-20	0,275-0,35	850-1000
8,25-20	0,275-0,4	1000-1300
9,0-20	0,325-0,45	1250-1550
10,00-18	0,35-0,50	1400-1700
10,00-20	0,35-0,50	1500-1800
11,00-20	0,35-0,50	1700-2050
12,00-20	0,425-0,55	2100-2400

 

 

Индивидуальное задание. 3

 

Введение. 4

 

Литература. 5

 

РАЗДЕЛ I 6

1. Тяговый расчет трактора. 6

1.1. Тяговый диапазон трактора. 6

1.2. Масса трактора. 6

1.3. Расчет номинальной мощности двигателя. 7

1.4. Расчет основных рабочих скоростей трактора. 8

1.5. Расчет передаточных чисел трансмиссии и коробки передач. 8

1.6. Показатели энергонасыщенности и металлоемкости трактора. 10

 

2. Расчет и построение регуляторной характеристики

дизельного двигателя. 11

2.1. Регуляторная скоростная характеристика двигателя в функции

от частоты вращения коленчатого вала. 11

2.2. Нагрузочная характеристика двигателя в функции

от эффективной мощности. 13

 

3. Расчет и построение теоретической тяговой

характеристики трактора. 14

 

РАЗДЕЛ II 19

1. Расчет мощности и частоты вращения коленчатого

вала двигателя автомобиля. 19

2. Расчет и построение внешней скоростной

характеристики двигателя. 19

3. Определение передаточного числа

главной передачи. 21

4. Подбор передаточных чисел коробки передач. 22

5. Расчет и построение динамической

характеристики автомобиля. 23

6. Расчет и построение экономической

характеристики автомобиля. 25

 

Приложения. 30

 

 

В авторской редакции

 

Подписано в печать 05.05.08. Формат 60×84 1/16

 

Усл. печ. л. 6,97. Уч.-изд. л. 5,04. Тираж 100. Заказ 286.

Издательско-полиграфический комплекс ВГСХА «Нива»

Волгоградской государственной сельскохозяйственной академии

400002, Волгоград, Университетский пр-т, 26