Тяговый и топливно-экономический расчёт автомобиля ВАЗ-2110

где ∆t – время разгона в заданном интервале скоростей.

Из последнего выражения определяем время разгона  в интервале скоростей от v_Н до v_К на первой передаче:

Для остальных  передач необходимо учитывать величину уменьшения скорости Δv_П (м/с). Уменьшение скорости автомобиля при переключении передач зависит от дороги, скорости движения и параметров обтекаемости. Величину уменьшения скорости определяем по формуле:

Δv_П = 33ψt_П,

где t_п – время переключения передач, с.

Время переключения передач принимаем t_п = 1,5 с.

Δv_П = 33*0,04*1,5 = 1,98 м/с.

Таким образом, время разгона в интервале  скоростей от v_Н до v_К на всех передачах, кроме первой, определяем по формуле:

.

Время разгона автомобиля определяется в такой последовательности: на I передаче – по кривой j_I (участок а-б), на II передаче – по кривой j_II (участок в-г), на III передаче – по кривой j_III (участок д-е), на IV передаче – по кривой j_IV (участок ж-з) и на V передаче – по кривой j_V (участок и-к). При скоростях, соответствующих точкам б-г-е-з, следует переключать передачи, так как эти скорости являются оптимальными для переключения передач.

 

Первая передача (участок а-б):

 м/с²;

с;

Вторая передача (участок в-г):

 м/с²;

 с;

 

Третья передача (участок д-е):

 м/с²;

 с;

Четвертая передача (участок ж-з):

 м/с²;

 с;

Пятая передача (участок и-к):

 м/с²;

 с.

Вычислив значение времени разгона в каждом интервале  скоростей на каждой передаче, находим  общее время разгона от минимальной v_min до максимальной v_max скорости:

t_p = Δt₁ + Δt₂ + Δt₃  + Δt₄ + Δt₅ + 4t_П;

t_p = 6,14 + 3,5 + 7 + 6,8 + 15,7 + 4*1,5 = 45,14 c

По значениям t, определенным для различных скоростей, строят кривую времени разгона, начиная со скорости v_min.

Для определения  пути разгона используют те же интервалы скоростей, которые были выбраны при определении времени разгона. При этом считается, что в каждом интервале скоростей происходит равномерное движение автомобиля со средней скоростью:

на первой передаче:

на остальных передачах (с учетом величины уменьшения скорости Δv_П при переключении передач):

При разгоне  от скорости v_Н до скорости v_K, с учетом времени разгона, путь разгона в этом интервале определяем по формуле:

ΔS = v_cpΔt.

Первая передача:

 м/с;

 м;

Вторая передача:

 м/с;

 м;

Третья передача:

 м/с;

 м;

 

 

Четвертая передача:

 м/с;

 м;

Пятая передача:

 м/с;

 м;

За время  переключения передач автомобиль проходит некоторый путь, величина которого определяется по формуле:

где v_П – скорость в момент переключения передач, м/с.

 м;

 м;

 м;

 м.

Общий путь разгона S_p от минимальной до максимальной скорости находим по формуле:

S_p = ΔS₁ + ΔS₂ + ΔS₃ + ΔS₄ + ΔS₅ + S_П1 + S_П2 + S_П3 + S_П4;

S_p = 69 + 69,16 + 170,17 + 202 + 571 + 28,05 +          +34,2 + 41,7 + 50,4 = 1235,7 м = 1 км 235,7 м.

 

 

Результаты  расчетов сводим в табл. 7.

Таблица 7. Время и путь разгона автомобиля.

Передача	jcp, м/с2	Δt, c	vcp, м/с	ΔS, м
первая вторая третья четвертая пятая	2,42 1,75 1,28 1,15 0,6	6,14 3,5 7 6,8 15,7	11,25 19,76 24,31 29,71 36,36	69 69,16 170,17 202 571

 

Имея значения времени и пути разгона в различных  интервалах скоростей, строим график времени  разгона и график пути разгона автомобиля. Изломы кривой времени разгона и кривой пути разгона, соответствуют моментам переключения передач.

Рассмотренный метод определения времени и  пути разгона автомобиля является приближенным., Поэтому полученные при расчете результаты могут несколько отличаться от действительных.

 

3. ТОПЛИВНО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА.

 

Топливной экономичностью называется совокупность свойств, определяющих расходы топлива при выполнении автомобилем транспортной работы в различных условиях эксплуатации.

Топливная экономичность автомобиля определяется почасовым топлива G_т (кг/ч) – масса топлива, расходуемая в один час, и удельным расходом топлива g_e (г/кВт·ч) – масса топлива, расходуемого в один час на единицу мощности двигателя.

Топливно-экономическую  характеристику автомобиля строим для случая равномерного движения на высшей передаче по дорогам с тремя значениями коэффициента сопротивления дороги ψ.

Расход двигателя  в литрах на 100 км пробега определим  по формуле:

 л/100 км,  (14)

где g_e – удельный расход топлива, г/кВт·ч; N_e – мощность двигателя, необходимая для движения автомобиля в заданных условиях кВт; γ_Т – плотность топлива, кг/л; для бензина γ_Т = 0,725 кг/л, для дизельного топлива γ_Т = 0,825 кг/л.

Мощность, которую  должен развить автомобиль, двигаясь по данной дороге, определим по формуле:

  (15)

где ψ – приведенный коэффициент дорожного сопротивления; G_a – сила тяжести автомобиля, Н; η_тр – к.п.д. трансмиссии; v – скорость движения автомобиля, км/ч; К_в – коэффициент лобового сопротивления воздуха; F – площадь лобового сопротивления.

 кВт;

 кВт;

 кВт;

кВт;

 кВт.

 кВт.

Удельный расход топлива g_e является величиной переменной, зависящей от скоростного и нагрузочного режима. Чтобы учесть это влияние, удельный расход топлива g_e определяем по формуле:

,

где g_e(Ne_max) – удельный расход топлива при максимальной мощности двигателя по внешней скоростной характеристике, г/кВт·ч; К_n и К_N – коэффициенты, учитывающие соответственно влияние на удельный расход топлива скоростного и нагрузочного режимов работы двигателя.

Величину коэффициентов К_n и К_N – определим графически, 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 К_N дано в функции от отношения мощности, затрачиваемой на преодоление сопротивлений с данной скоростью к мощности двигателя при той же частоте вала по внешней скоростной характеристике. Эта зависимость представлена в виде двух кривых: для карбюраторных и дизельных двигателей.

 

 г/кВт*ч;

 г/кВт*ч;

 г/кВт*ч;

 г/кВт*ч;

 г/кВт*ч.

 г/кВт*ч.

 

 л/100 км;

 л/100 км;

 л/100 км;

 л/100 км;

 л/100 км.

 л/100 км.

Результаты  расчетов сводим в табл. 8.

Таблица 8. Топливно – экономическая характеристика

ψ	v, км/ч	n, мин-1	Kn	Ne, кВт	KN	ge, г/кВт*ч	QS, л/100км
0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04	29,6 59,1 88,6 118,2 147,6 177,2	1224 2448 3672 4896 6120 7344	1,12 1,03 0,97 0,94 0,98 1,08	6,46 15,34 47,2 49,96 80,5 123	1,8 1,4 0,9 0,6 0,6 0,6	694,4 415,1 315,7 268,7 303,8 308	2 15 23 16 23 30

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

Теоретическую экономическую характеристику строим для условий равномерного прямолинейного движения автомобиля на разных скоростях  в разных дорожных условиях, для  чего по оси абсцисс откладываем  в масштабе скорости движения автомобиля со значениями v = 10, 20, 30, … км/ч.

Аналогично  производим расчет расхода топлива  на 100 км пробега автомобиля для других сопротивлений дорог с учетом коэффициентов сопротивлений (для ψ = 0,02 и ψ = 0,06).

 

 

 

 

Литература

 

Тяговый и топливно-экономический  расчёт автомобиля: методические указания / сост.: В. М. Мелисаров, А. В. Брусенков, П. П. Беспалько, - Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2009.