Тяговый расчет автомобиля ГАЗ-3221

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Продолжение таблицы 5.1.

1	118-120	120-125	125-130	130-135
2	2,00	5,00	5,00	5,00
3	120,00	125,00	130,00	135,00
4	0,468	0,428	0,357	0,312
5	0,281	0,200	0,114	0,023
6	0,4	0,3	0,2	0,2
7	1,5	4,4	5,9	8,3
8	37,9	42,3	48,2	56,5
9	49,0	150,5	208,8	305,0
10	838,3	988,8	1197,6	1502,6

 

Таблица 5.2.

1	скорость на 1 передаче, км/ч	vа	4,09	7,19	10,30	13,40	16,51
2	мощность подводимая к колесам, кВт	Nк1	8,0	14,8	22,0	29,3	36,6
3	скорость на 2 передаче, км/ч	vа	6,33	11,14	15,94	20,75	25,56
4	мощность подводимая к колесам, кВт	Nк2	8,0	14,8	22,0	29,3	36,6
5	скорость на 3 передаче, км/ч	vа	9,86	17,36	24,85	32,35	39,84
6	мощность подводимая к колесам, кВт	Nк3	8,0	14,8	22,0	29,3	36,6
7	скорость на 4 передаче, км/ч	vа	14,30	25,17	36,03	46,90	57,77
8	мощность подводимая к колесам, кВт	Nк4	8,0	14,8	22,0	29,3	36,6
9	скорость на 5 передаче, км/ч	vа	18,33	32,27	46,20	60,13	74,06
10	мощность подводимая к колесам, кВт	Nк5	8,3	15,4	22,9	30,5	38,1

 

 

 

 

 

Продолжение таблицы 5.2.

1	19,61	22,72	25,82	28,93	32,03	35,14	38,24	41,35	44,12
2	43,5	49,9	55,5	60,0	63,3	65,1	65,1	63,2	59,6
3	30,37	35,18	39,99	44,80	49,60	54,41	59,22	64,03	68,33
4	43,5	49,9	55,5	60,0	63,3	65,1	65,1	63,2	59,6
5	47,34	54,83	62,33	69,82	77,32	84,81	92,31	99,80	106,51
6	43,5	49,9	55,5	60,0	63,3	65,1	65,1	63,2	59,6
7	68,64	79,50	90,37	101,24	112,11	122,97	133,84	144,71	154,43
8	43,5	49,9	55,5	60,0	63,3	65,1	65,1	63,2	59,6
9	88,00	101,93	115,86	129,79	143,73	157,66	171,59	185,53	197,99
10	45,3	51,9	57,8	62,5	65,9	67,8	67,8	65,8	62,0

 

 

 

 

 

 

Рис.5.1. - График разгона по пути

Рис.5.2. - Разгон по времени

6. Мощностной баланс  автомобиля

Мощностной баланс автомобиля представляет собой совокупность зависимостей мощностей на ведущих колесах  автомобиля NКi = f(Va), [кВт], для всех передаточных чисел трансмиссии, мощностей сопротивления дороги  Ny = f(Va), [кВт], и воздуха Nw=f(Va), [кВт], от скорости движения Va,  [км/ч].

Вспомним, что развиваемая на коленчатом валу двигателя мощность нетто - Nе¢:

Nе¢  =  0,9 × Nе

 

Определим  мощность приведенную от двигателя к колесам автомобиля, на каждой i - той передаче, с учетом потерь в трансмиссии:

 

Nк i = Nе¢ × hТР                                                 (6.1)

Определим мощность, затрачиваемую на преодоление сопротивления воздуха:

,                                                    (6.2)

Определим мощность суммарного сопротивления дороги из выражения:

,                                                   (6.3)

где: Fy = Ff  + Fa, причем Fa - сила, затрачиваемая на преодоление автомобилем подъема.

 

Поскольку расчет мощностного баланса ведется для случая разгона полностью загруженного автомобиля на ровной горизонтальной опорной поверхности дороги (Fa = 0), выражение (6.3) учитывает только силу сопротивления качению Ff .

При наличии на двигателе ограничителя (или регулятора) частоты вращения коленчатого вала, графики зависимостей  NКi =  f(Va),  строят с учетом их работы.

Таблица 6.1.

1	Текущая скорость движения, км/ч	va	0	20	40	60	80
2	Мощность сопротивления воздуха, кВт	Nw	0,0	0,1	1,1	3,7	8,8
3	мощность сопротивления качению на асфальте, кВт	Nfасф	0,0	3,3	6,9	11,3	16,8
4	мощность сопротивления качению на грунте, кВт	Nfгр	0,0	5,4	11,5	18,8	28,1
5	суммарная мощность сопротивления на асфальте, КВт	Nw+Nfасф	0,0	3,4	8,0	15,0	25,7
6	суммарная мощность сопротивления на грунте, кВт	Nw+Nfгр	0,0	5,6	12,6	22,5	36,9

 

Продолжение таблицы 6.1.

1	100	120	140	160	180	200	220	240	260
2	17,3	29,9	47,4	70,8	100,8	138,2	184,0	238,8	303,7
3	23,9	32,9	44,2	58,2	75,2	95,6	119,9	148,4	181,5
4	39,9	54,8	73,6	96,9	125,3	159,4	199,9	247,4	302,6
5	41,2	62,8	91,6	128,9	175,9	233,9	303,9	387,3	485,2
6	57,1	84,7	121,1	167,7	226,1	297,6	383,9	486,2	606,2

 

Рис.6.1. - График мощностного баланса автомобиля

7. Топливно-экономическая  характеристика автомобиля

Топливно-экономическая характеристика автомобиля позволяет определять расход топлива в зависимости от скорости его движения. Она представляет собой график зависимости путевого расхода топлива от скорости автомобиля Qs = f(V a). Этот график характеризует топливную экономичность автомобиля при его движении с постоянной скоростью и позволяет определить расход топлива при известных значениях этой скорости Va и суммарной мощности сопротивлений дороги Ny  и  воздуха Nw.

Расчет топливно-экономической характеристики ведется на основе тягового баланса автомобиля, функции зависимости удельного расхода топлива ge= f(ne)

Сначала рассчитывается часовой расход топлива по формуле:

 

  ,  [кг/ч]                                          (7.1)

где: ge – функция зависимости удельного расхода топлива от частоты вращения коленчатого вала двигателя, [г/кВт×ч];

Ny+ Nw - суммарная мощность сопротивления движению автомобиля, [кВт];

Ku - коэффициент, учитывающий изменение удельного расхода топлива - ge в зависимости от коэффициента использования мощности двигателя U.

 

Коэффициентом использования мощности двигателя U называется отношение мощности сопротивления движению автомобиля, приведенной к двигателю (Ny+ Nw)/hТР, к мощности нетто двигателя Ne’ при максимальной подаче топлива и заданной частоте вращения ne   коленчатого вала двигателя.

Для нахождения численных значений коэффициента использования мощности двигателя U рассмотрим пример представленный на рис. 7.1, поясняющий роль этого важного параметра в формировании путевого расхода топлива. Чтобы автомобиль мог двигаться с постоянной скоростью Vx, необходимо преодолевать мощность сопротивлений движению (Ny+ Nw)/hТР. Графически она равна ординате АВ. Если включена четвертая передача, то для движения со скоростью Vx  водитель вынужден ограничить подачу топлива до тех пор, когда частичная мощностная характеристика двигателя NeIV будет равна мощности сопротивлений движению (Ny+ Nw)/hТР.  Графики NeIV и (Ny+ Nw)/hТР пересекутся в точке “В”. При этом, коэффициент использования мощности двигателя U будет определен из отношения ординат АВ/АС, или аналитически:

  ,                                                   (7.2)

Чтобы автомобиль двигался с постоянной скоростью Vx на третей передаче,  необходимо ограничить подачу топлива до тех пор, когда частичная мощностная характеристика двигателя NeIII пересечется с графиком мощности сопротивлений движению в той же точке “В”. Однако в данном случае, численное значение коэффициента использования мощности двигателя U будет значительно меньше, поскольку он будет равен отношению ординат АВ/АD. При этом частота вращения коленчатого вала двигателя будет больше. Больше будут и значения удельного расхода топлива ge. Следовательно, увеличится и путевой расход топлива Qs.

Численные значения коэффициента Ku при известных величинах коэффициентов использования мощности двигателя U рассчитываются с помощью эмпирических формул:

- для бензинового двигателя:

                                    (7.3)