Федеральне агентство з освіти
ГОУ ВПО СХІДНО-СИБІРСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
Кафедра «Автомобілі»
Курсова робота
Тяговий розрахунок автомобіля ГАЗ-3307
Улан-Уде 2007
Зміст
1. Побудова зовнішньої швидкісної характеристики автомобільного двигуна
2. Тяговий баланс автомобіля
3. Динамічний фактор автомобіля
4. Характеристика прискорень автомобіля
5. Характеристика часу і шляху розгону автомобіля
6. Мощностной баланс автомобіля
7. Паливно-економічна характеристика автомобілі
Побудова зовнішньої швидкісної характеристики автомобільного двигуна
Найбільш повні відомості про параметри двигуна дає його зовнішня швидкісна характеристика. Вона представляє собою залежність ефективної потужності - N e, [кВт]; ефективного крутного моменту - M e, [Н × м]; питомої витрати палива - g e, [г / кВт × год]; годинної витрати палива - G т, [ кг / ч], від частоти обертання колінчастого вала n e, [об / хв], при сталому режимі роботи двигуна і максимальної подачі палива.
Визначення поточного значення ефективної потужності від частоти обертання колінчастого вала двигуна, проводиться у разі емпіричної залежності, запропонованої С.Р. Лейдерманом:
, [КВт]
де N е max = 84,5 [кВт] - максимальна ефективна потужність двигуна;
n e - поточна частота обертання, [об / хв];
n N = 3200 [об / хв] - частота обертання при максимальній потужності;
коефіцієнти а = в = з = 1.
Визначаємо значення найменшої стійкою - n e min, і найбільшою - n e max, частот обертання колінчастого вала двигуна.
n e min = 0,13 × n N = 0,13 × 3200 = 416 = 500 [об / хв],
n e max = 1,2 × n N = 1,2 × 3200 = 3840 = 3800 [об / хв].
Отриманий діапазон частот обертання колінчастого валу розбиваємо на дванадцять значень через інтервал в 300 [об / хв].
Для кожного значення n e, з використанням рівняння Лейдерман, визначаємо значення ефективної потужності двигуна N e.
Частина потужності двигуна витрачається на привід допоміжного обладнання (генератор, насос системи охолодження двигуна, компресор, насос гідропідсилювача керма і ін), і лише залишилася потужність N e ¢ - потужність нетто, використовується для руху автомобіля.
N e ¢ = 0,9 × N e, [кВт].
Для розрахунку графіка ефективного крутного моменту використовуємо вираз виду:
, [Н × м].
Частина ефективного крутного моменту двигуна - M e витрачається на привід навісного допоміжного обладнання, і лише залишилася його частина, так званий крутний момент нетто - М e ¢, використовується для руху автомобіля. Для визначення моменту нетто скористаємося виразом:
М e ¢ = 0,9 × М e, [Н × м]
Для розрахунку питомої витрати палива бензинових двигунів використовують емпіричну залежність виду:
, [Г / кВт × год]
g e min = 313 [г / кВт × год] - мінімальна питома витрата палива.
Для визначення годинної витрати палива скористаємося формулою:
, [Кг / ч]
Отримані при розрахунках дані заносимо в таблицю 1.
На основі результатів розрахунків таблиці, будуємо графіки зовнішньої швидкісної характеристики двигуна (Додаток). На графіку зовнішньої швидкісної характеристики відзначаємо:
Максимальна потужність нетто - N е ¢, [кВт];
Максимальний обертовий момент нетто - M е ¢, [Н × м];
Мінімальний питома витрата палива - g е min, [г / кВт × год];
Частоти n e обертання колінчастого вала двигуна, відповідні:
- Максимальної потужності двигуна n N, [об / хв];
- Максимальному обертовому моменту n M, [об / хв];
- Мінімального питомій витраті палива n g, [об / хв].
Таблиця 1. Параметри зовнішньої швидкісної характеристики двигуна марки ЗМЗ-53
n e, об / хв
500
800
1100
1400
1700
2000
2300
2600
2900
3200
3500
3800
N e,
кВт
14,94
25,09
35,60
46,07
56,07
65,19
73,01
79,12
83,08
84,50
82,95
78,00
N e ',
13,45
22,58
32,04
41,46
50,46
58,67
65,71
71,20
74,78
76,05
74,65
70,20
M e,
Н ∙ м
285,43
299,46
309,07
314,24
314,98
311,28
303,16
290,60
273,61
252,18
226,32
196,03
M e ',
256,88
269,52
278,16
282,82
283,48
280,16
272,84
261,54
246,24
226,96
203,69
176,43
g e, г / кВт ∙ год
324,55
301,26
283,47
271,19
264,40
263,12
267,33
277,05
292,28
313,00
339,23
370,95
G т,
кг / год
4,85
7,56
10,09
12,49
14,82
17,15
19,52
21,92
24,28
26,45
28,14
28,93
Тяговий баланс автомобіля
Тяговий баланс автомобіля - це сукупність графіків залежностей сили тяги на ведучих колесах F до, [Н] (на різних передачах), а також суми сил опору коченню F f, [Н] і в автомобіля V a, [км / ч]. Графіки сил тяги на колесах автомобіля будуємо для всіх ступенів коробки зміни передач.
Кінематична схема КПП і ГП.
Розрахунок сил тяги на колесах для кожної передачі - F ki здійснюється за формулою:
, [Н]
h ТР - коефіцієнт корисної дії трансмісії;
U ТР - передавальне число трансмісії;
r к - радіус кочення колеса, [м].
ККД трансмісії автомобіля визначається на підставі втрат потужності на тертя:
h тр = 0,98 До × 0,97 L × 0,99 M
K - число пар циліндричних шестерень в трансмісії автомобіля, через які передається крутний момент на i-тій передачі;
L - число пар конічних або гіпоїдних шестерень;
M - число карданних шарнірів.
Для визначення K, L, M необхідно використовувати кінематичну схему автомобіля, дані заносимо в таблицю 2.
Таблиця 2
Передачі
K
L
M
h тр0�span>
I
2
1
3
0,904
II
III
IV
0
0,9412
Передаточне число трансмісії автомобіля визначається як добуток:
U ТР = U КПП × U РК × U ДП
U КПП - передавальне число коробки зміни передач;
U РК - передавальне число роздавальної коробки або дільника;
U ДП - передавальне число головної передачі.
Для визначення цих значень також скористаємося кінематичною схемою автомобіля, отримані значення занесемо в таблицю 3.
Таблиця 3.
U КПП
U РК
U ДП
U ТР
6,55
6,17
40,4135
3.09
19,0653
171
10,5507
1,00
При розрахунках радіусів кочення коліс, у якості вихідних даних, використовують статичний радіус - r стат. При цьому слід враховувати, що радіус кочення r до звичайно трохи більше статичного і визначається індивідуально для діагональних та радіальних шин. На автомобілі ГАЗ -3307 встановлено радіальні шини, тому радіус кочення колеса розраховуємо за такою формулою:
r до = 1,04 × r стат, [м];
r стат = 0,465
r до = 1,04 × 0,465 = 0,4836 [м]
При розрахунках залежностей сили тяги на колесах автомобіля крутний момент двигуна нетто - М e беремо з таблиці 1. Також для побудови графіка нам необхідно розрахувати швидкість руху автомобіля на кожній передачі в залежності від оборотів двигуна.
, [Км / год]
Значення сили тяги на колесах і швидкості автомобіля, розраховані для кожної передачі, заносимо в таблицю 4.
Таблиця 4. Значення сили тяги на колесах і швидкості автомобіля на чотирьох передачах
n e, [об / хв]
V а
2,26
3,61
4,96
6,32
7,67
9,02
10,38
11,73
13,08
14,44
15,79
17,14
M е '
F до
19406,3
20360,8
21013,8
21365,4
21415,6
21164,5
20611,9
19758,0
18602,6
17145,9
15387,8
13328,2
4,78
7,65
10,52
13,39
16,26
19,13
21,99
24,86
27,73
30,60
33,47
36,34
9155,0
9605,3
9913,3
10079,2
10102,9
9984,4
9723,8
9320,9
8775,9
8088,6
7259,2
6287,7
8,64
13,82
19,01
24,19
29,38
34,56
39,74
44,93
50,11
55,30
60,48
65,66
5066,4
5315,5
5486
5577,8
5590,9
5525,3
5381,1
5158,2
4856,5
4476,2
4017,2
3479,6
4
14,77
23,64
32,50
41,37
50,23
59,10
67,96
76,83
85,69
94,56
103,42
112,29
3084,7
3236,4
3340,2
3396,1
3404,1
3364,1
3276,3
3140,6
2956,9
2725,4
2445,9
2118,5
m a = 7850 [кг] - маса повністю завантаженого автомобіля;
g = 9,81 [м / с 2] - прискорення вільного падіння;
f - коефіцієнт опору коченню автомобільного колеса.
Величина коефіцієнта опору коченню колеса - f, залежить від швидкості автомобіля. Для його визначення використовують вислів, запропоноване Б.С. Фалькевич:
Коефіцієнт опору коченню колеса автомобіля розраховуємо для двох типів доріг з асфальтобетонним покриттям і для грунтової дороги.
f 0 = 0,018 - коефіцієнт опору коченню коліс автомобіля по асфальтобетону;
f 0 = 0,03 - коефіцієнт опору коченню коліс автомобіля по грунтовій дорозі.
Для розрахунку діючої на автомобіль сили опору повітря скористаємося виразом вигляду:
К в - коефіцієнт обтічності форми автомобіля;
S x-площа проекції автомобіля на площину перпендикулярну поздовжньої осі, [м 2].
При відомому значенні безрозмірного коефіцієнта аеродинамічного опору С х = 0,91 можна легко визначити значення коефіцієнта обтічності К в за висловом, запропонованого академіком Є.А. Чудакова:
К в = 0,5 × С х × r в, [кг / м 3]
r в = 1,225, [кг / м 3] - густина повітря.
К в = 0,5 × 0,91 × 1,225 = 0,557375 [кг / м 3]
Для знаходження площі миделя автомобіля S x скористаємося виразом:
S x = 0,78 × Ва Н, [м 2]
Ва = 1,630 [м] - колія передніх коліс
Н = 2,905 [м] - висота автомобіля.
S x = 1,630 × 2,905 = 4,73515 [м 2]
Значення максимального значення швидкості - V a max вибираємо таким, щоб воно було приблизно на 10% більше найбільшого значення швидкості, визначеного для вищої передачі.
На графіку тягового балансу повинні бути нанесені лінії, що показують граничні величини сил зчеплення провідних коліс, повністю завантаженого автомобіля з дорогою, при наступних значеннях коефіцієнта зчеплення:
= 0,8 - сухий асфальтобетон;
= 0,6 - суха грунтова дорога;
= 0,4 - мокрий асфальтобетон;
= 0,2 - укочена сніжна дорога.
Значення граничних сил зчеплення ведучих коліс автомобіля з дорогою визначаються за формулою:
F сц = m до × g × j, [Н]
m к = 5815 [кг] - маса автомобіля, що припадає на задню вісь.
Сила зчеплення при провідній задньої осі:
F сц, Н
Коефіцієнт зчеплення
45636,12
0,8
34227,09
0,6
22818,06
0,4
11409,03
0,2
Графік тягового балансу (Додаток) будуємо на основі даних, таблиць 4 і 5. На графіку відзначаємо два значення максимальних швидкостей руху автомобіля V a max. на дорозі з асфальтобетонним покриттям для двох вищих передач.
Таблиця 5. Розраховані значення сил опору руху заносимо в таблицю 5.
V а, [км / год]
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
f 1
0,018
0,01809
0,01836
0,01881
0,01944
0,02025
0,02124
0,02241
0,02376
0,02529
0,027
0,02889
0,03096
0,0332
F f1, [H]
1386,1
1393,08
1413,87
1448,53
1497,04
1559,42
1635,66
1725,76
1829,72
1947,54
2079,23
2224,77
2384,18
2557,4
f 2
0,03
0,03015
0,0306
0,03135
0,0324
0,03375
0,0354
0,03735
0,0396
0,04215
0,045
0,04815
0,0516
0,0553
F f2, [H]
2310,2
2321,80
2356,46
2414,21
2495,07
2599,03
2726,10
2876,26
3049,53
3245,90
3465,38
3707,95
3973,63
4262,4
F w, [H]
20,3646
81,4584
183,281
325,833
509,115
733,126
997,866
1303,33
1649,53
2036,46
2464,11
2932,50
3441,6
F w + F f1, [H]
1413,44
1495,33
1631,81
1822,87
2068,53
2368,78
2723,62
3133,05
3597,07
4115,69
4688,89
5316,68
5999,0
F w + F f2, [H]
2342,17
2437,91
2597,48
2820,9
3108,15
3459,22
3874,1
4352,87
4895,44
5501,84
6172,07
6906,14
7704
Динамічний фактор автомобіля
Динамічний фактор автомобіля являє собою сукупність динамічних характеристик, номограми навантажень автомобіля і графіка контролю буксування його коліс. Динамічний фактор автомобіля дає уявлення про динамічні властивості автомобіля при заданих дорожніх умовах і навантаженні автомобіля.
Динамічна характеристика - це залежність динамічного фактора автомобіля з повним навантаженням від швидкості його руху D i = f (V a). Графіки динамічного чинника будують для тих же умов руху, що й графіки тягового балансу, тобто для кожної передачі i. Динамічним чинником D автомобіля називається відношення різниці сили тяги і сили опору повітря до ваги автомобіля:
На графіку динамічної характеристики показуємо також залежність сумарного коефіцієнта опору дороги y = f (V a), який у разі розгону автомобіля на рівній, горизонтальній поверхні дороги чисельно рівний коефіцієнту опору коченню:
y = f + tg a, де a - кут підйому дороги.
Сумарний коефіцієнт опору дороги в нашому випадку рівний коефіцієнту опору кочення.
Отримані при розрахунках динамічного фактора автомобіля дані заносимо в таблицю 6.
Таблиця 6. Значення параметрів динамічного фактора автомобіля на 1,2,3,4-ої передачах
пер-чі
n е, об / хв
V а, км / год
2,256
3,609
4,962
6,316
7,669
9,023
10,376
11,729
13,083
14,436
15,790
17,143
F w, H
1,036
2,653
5,015
8,123
11,978
16,578
21,925
28,017
34,856
42,440
50,771
59,847
D i
0,252
0,264
0,273
0,277
0,278
0,275
0,267
0,256
0,241
0,222
0,199
0,172
V a, км / год
4,781
7,650
10,519
13,388
16,257
19,126
21,994
24,863
27,732
30,601
33,470
36,339
4,656
11,919
22,534
36,501
53,820
74,491
98,514
125,89
156,61
190,69
228,12
268,91
0,119
0,125
0,128
0,130
0,129
0,112
0,103
0,091
0,078
8,640
13,824
19,008
24,192
29,376
34,560
39,744
44,928
50,112
55,296
60,480
65,664
15,202
38,918
73,579
119,18
175,73
243,23
321,68
411,07
511,40
622,68
744,91
878,08
0,066
0,069
0,070
0,071
0,062
0,056
0,050
0,042
0,034
14,774
23,639
32,504
41,369
50,233
59,098
67,963
76,827
85,692
94,557
112,28
F w, Н
44,453
113,8
215,15
348,51
513,87
711,2
940,6
1202
1495, 4
1820, 8
2178, 2
2567,6
0,039
0,041
0,040
0,038
0,030
0,025
0,019
0,012
0,003
-0,006
Таблиця 7. Значення коефіцієнтів сумарного опору руху автомобіля
ψ 1
0,020
0,021
0,022
0,024
0,029
0,031
0,033
ψ 2
0,032
0,035
0,037
0,048
0,052
0,055
Зі зміною ваги автомобіля динамічний фактор змінюється, щоб не перераховувати при кожній зміні навантаження автомобіля величину динамічного чинника, динамічну характеристику доповнюють номограмою навантажень. Для цього ми повинні на графіку додати ще одну шкалу D 0 динамічного фактора для автомобіля в спорядженому стані.
Масштаб для шкали D o визначаємо за формулою:
а а - масштаб шкали динамічного фактора для автомобіля з повним навантаженням;
m o - власна маса автомобіля в спорядженому стані, з урахуванням маси водія (маса водія 70 кг.).
а а = 0,01
m o = 3350 +70 = 3420 кг.
m а = 7850 кг.
a 0 = 0,01 ∙ (3420/7850) = 0,0043
Рівнозначні поділу шкал D o і D a з'єднуємо прямими лініями. Графік контролю буксування представляє собою залежність динамічного чинника по зчепленню коліс автомобіля з дорогою від маси автомобіля. Він дозволяє визначити граничну можливість руху автомобіля при гарантії відсутності буксування його коліс.
Спочатку за формулами, наведеними нижче, визначають граничні значення динамічного чинника по зчепленню для автомобіля з повним навантаженням - D a сц і в спорядженому стані - D про сц для реальних коефіцієнтів зчеплення коліс автомобіля з дорогою - j х, в діапазоні від j х = 0 , 1 ¸ 0,8
,
m сц = 5815 [кг] - маса, що доводиться на задню вісь при повному навантаженні;
m а = 7850 [кг];
m про сц = 2015 [кг] - маса, що доводиться на задню вісь в спорядженому стану;
m о = 7850 [кг].
Розраховуємо значення динамічного чинника по зчепленню для автомобіля з повним навантаженням - D a сц і в спорядженому стані - D про сц, отримані значення заносимо в таблицю 8.
Таблиця 8.
D a сц
D про сц
0,1
0,074
0,06
0,148
0,12
0,3
0,22
0,18
0,29
0,24
0,5
0,37
0,44
0,36
0,7
0,51
0,42
0,59
0,48
Потім граничні значення динамічного фактора D a сц по зчепленню відкладаємо по осі D а й отримані точки з'єднуємо прямий штриховою лінією. На кожній лінії вказуємо величину коефіцієнта зчеплення j х.
На графіку динамічної характеристики (Додаток) відзначаємо значення максимальної швидкості руху автомобіля V a max на дорозі з асфальтобетонним покриттям для вищої передачі.
Характеристика прискорень автомобіля
Характеристика прискорень - це залежність прискорень автомобіля від швидкості j a i = f (V a), [м / с 2], при його розгоні на кожній передачі.
Зазначені залежності будуємо для випадку розгону повністю завантаженого автомобіля, на рівній горизонтальній дорозі з асфальтобетонним покриттям. Величину прискорень при розгоні автомобілів розраховуємо з виразу:
, [М / с 2]
y - коефіцієнт сумарного дорожнього опору руху автомобіля по асфальтобетонного покриття (y = f);
d вр - коефіцієнт, що враховує інерцію мас, що обертаються при розгоні автомобіля.
Коефіцієнт d вр розраховуємо за формулою:
J м = 0,550 [кг / м 2] - момент інерції маховика і розганяють деталей двигуна;
J к = 8,330 [кг / м 2] - момент інерції колеса автомобіля;
n = 6 - загальне число коліс автомобіля.
Значення коефіцієнта d вр і прискорень при розгоні автомобіля розраховуємо для кожної передачі в основний коробці і включення зниженої передачі в роздавальної коробці. Отримані при розрахунках значення заносимо в таблицю 9.
Таблиця 9. Значення прискорень, що діють при розгоні автомобіля на 1,2,3,4 передачах
n е,
об / хв
17,2
0,17
0,01
D i-ψ 1
0,234
0,246
0,255
0,259
0,260
0,257
0,249
0,238
0,223
0,204
0,181
0,15
j ai, м / с 2
1,562
1,645
1,701
1,731
1,735
1,713
1,664
1,589
1,488
1,361
1,208
1,02
0,07
0,101
0,107
0,110
0,093
0,084
0,072
0,05
0,878
0,928
0,962
0,978
0,929
0,879
0,813
0,730
0,630
65,6
0,02
0,046
0,036
0,441
0,467
0,482
0,486
0,478
0,459
0,429
0,388
0,336
0,272
0,197
0,11
112
-0,00
0,023
0,026
0,028
0,017
0,013
0,008
0,002
-0,014
-0,024
-0,03
0,201
0,208
0,189
0,163
0,126
0,077
-0,053
-0,135
-0,228
-0,33
За даними таблиці 8 будуємо графік прискорень (Додаток).
Характеристика часу і шляху розгону автомобіля
Характеристика розгону представляє собою залежності часу t = f (V a), [c] та шляхи S = f (V a), [м], розгону повністю завантаженого автомобіля, на відрізку рівного горизонтального шосе з асфальтобетонним покриттям. При визначенні часу розгону скористаємося графіком залежно j a i = f (V a).
Час руху автомобіля, при якому його швидкість зростає на величину D V i, визначається за законом рівноприскореного руху:
, [C]
Величину інтервалу швидкостей D V i вибираємо дорівнює 3 км / год. При цьому прискорення руху автомобіля на інтервалі швидкостей інтегрування одно напівсумі прискорень на початку і наприкінці інтервалу.
Сумарний час розгону автомобіля на заданій передачі від мінімальної швидкості V a min до максимальної швидкості V a max знаходимо підсумовуванням часу розгону на інтервалах:
q - загальна кількість інтервалів.
Час перемикання передач приймаємо рівним 3 секунди і швидкість руху автомобіля приймаємо постійною.
Отримані при розрахунках дані заносимо в таблицю 10.
Таблиця 10. Значення часу розгону автомобіля
Δ Vi, [км / год]
ji-1, [м / с 2]
1,575
1,728
1,724
1,26
0,972
0,945
0,9
0,846
0,72
0,666
ji, [м / с 2]
1,207
0,477
Δ t, [з]
1,05
0,504
0,505
0,587
0,6755
0,869
0,903
0,954
1,064
1,202
1,458
t, [з]
1,56
2,04
2,55
3,13
3,814
4,683
5,587
6,541
7,605
8,808
10,266
0,414
0,387
0,333
0,306
0,27
0,225
0,085
0,063
0,108
1,870
2,08
2,231
2,405
2,608
2,893
3,367
4,025
5,611
11,261
15,432
21,645
28,248
12,137
14,21
16,448
18,853
21,462
24,355
27,722
31,74
37,36
48,621
64,053
85,698
113,947
Шлях розгону автомобіля знаходимо, використовуючи результати розрахунків часу розгону (таблиця 10).
При рівноприскореному русі в інтервалі швидкостей D V i = V i - V i-1 шлях, прохідний автомобілем:
D S i = (V i-1 + V i) × D t i / 7,2 [м]
Шлях, прохідний автомобілем при його розгоні, від мінімальної швидкості V a min = 0 до максимальної - V a max, знаходимо, підсумовуючи відстані D S i на інтервалах:
[М]
Шлях, пройдений автомобілем за час t п перемикання передачі з індексом i на передачу з індексом i +1 становить:
D S П = V i max × t П
D S П (1-2) = 15 [м]
D S П (2-3) = 27 [м]
D S П (3-4) = 51 [м]
Дані, отримані при розрахунку шляху розгону автомобіля, заносимо в таблицю 11.
Таблиця 11. Значення шляху розгону автомобіля
1,0582
0,5045
0,4828
0,5052
0,5878
0,8694
0,90334
0,9545
1,0642
1,2025
1,4581
Vi-1 + Vi, [км / год]
9
15
21
27
33
39
45
51
57
63
69
Δ Si, [м]
0,4409
0,6307
1,0058
1,4735
2,2045
3,0964
4,7093
5,6458
6,7614
8,4255
10,5218
13,9739
S, [м]
1,0716
1,6365
2,4793
3,678
5,301
7,8057
10,3552
12,4073
15,187
18,9474
24,4958
Продовження табл. 11
1,8705574
2,0807
2,2311
2,6082
2,8935
4,0257
28,2485
75
81
87
93
99
105
111
117
123
129
135
141
147
19,484973
23,4082
26,9596
31,0646
35,8633
42,1971
51,9079
65,4186
95,866
201,764
289,351
423,881
576,74
33,458921
42,8932
50,3679
58,0243
66,9279
78,0604
94,1051
117,326
161,284
297,63
491,116
713,233
1000,62
За даними таблиць 10 і 11 будуємо графік часу і шляху розгону автомобіля (Додаток).
Мощностной баланс автомобіля
Мощностной баланс автомобіля являє собою сукупність залежностей потужностей на ведучих колесах автомобіля N К i = f (V a), [кВт], для всіх передавальних чисел трансмісії, потужностей опору дороги N y = f (V a), [кВт] і повітря N w = f (V a), [кВт], від швидкості руху V a, [км / ч].
Розвивається на колінчастому валу двигуна потужність нетто - N е ¢ = 0,9 × N е беремо з таблиці 1.
Визначимо потужність, наведену від двигуна до коліс автомобіля, на кожній передачі в КПП з урахуванням втрат у трансмісії:
N до i = N е ¢ × h ТР
Отримані при розрахунках дані заносимо в таблицю 12.
Таблиця 12. Значення потужності на колесах автомобіля на 1,2,3,4 передачах
N е ', [кВт]
N к, [H]
12,16
20,41
28,96
37,48
45,62
53,04
59,40
64,37
67,60
68,75
67,48
63,46
12,66
21,25
30,16
39,02
47,50
55,22
61,85
67,02
70,38
71,58
70,26
66,07
Визначаємо потужність, яка витрачається на подолання опору повітря:
Визначаємо потужність сумарного опору дороги з виразу:
F y = Ff + F a,
причому F a - сила, що витрачається на подолання автомобілем підйому. Оскільки розрахунок потужностного балансу ведеться для випадку розгону повністю завантаженого автомобіля на рівній горизонтальній опорній поверхні дороги (F a = 0), вираз враховує тільки силу опору коченню Ff. Величину Ff вибираємо з таблиці 5 для асфальтобетонного та грунтового покриття.
Розраховані значення заносимо в таблицю 13.
Таблиця 13. Значення потужності, що витрачається автомобілем на опір руху
1393
1413,8
1448,5
1497,0
1559,4
1635,6
1725,7
1829,7
1947,5
2079,2
2224,7
2384,1
N f1, [кВт]
3,87
7,85
12,07
16,63
21,66
27,26
33,56
40,66
48,69
57,76
67,98
79,47
92,35
2321,8
2356,4
2414,2
2495,0
2599,
2726,1
2876,2
3049,5
3245,9
3465,3
3707,9
3973,6
N f2, [кВт]
6,45
13,09
20,12
27,72
36,10
45,44
55,93
67,77
81,15
96,26
113,30
132,45
153,92
N w, [кВт]
0,45
1,53
3,62
7,07
12,22
19,40
41,24
56,57
75,29
97,75
124,28
N w + N f1, [кВт]
3,93
8,31
13,60
20,25
28,73
39,48
52,96
69,62
89,93
114,32
143,27
177,22
216,63
N w + N f2, [кВт]
6,51
13,54
21,65
31,34
43,17
57,65
75,33
96,73
122,39
152,83
188,59
230,20
278,20
Графік потужностного балансу автомобіля (Додаток) будуємо для кожної передачі КПП. На графіку відзначаємо:
значення максимальної швидкості руху автомобіля V a max на дорозі з асфальтобетонним покриттям для вищої передачі;
графіки потужності, підведеної від двигуна до коліс автомобіля - N К;
графіки потужності двигуна нетто на колінчастому валу N е ¢.
Паливно-економічна характеристика автомобіля
Паливно-економічна характеристика автомобіля дозволяє визначати витрата палива в залежності від швидкості його руху. Вона являє собою графік залежності колійного витрати палива від швидкості автомобіля Qs = f (Va). Цей графік характеризує паливну економічність автомобіля при його русі з постійною швидкістю і дозволяє визначити витрату палива при відомих значеннях цієї швидкості V a і сумарній потужності опорів дороги N y і повітря N w. Графіки паливно-економічної характеристики автомобіля будуємо для його руху на двох вищих передачах, з повним навантаженням, для двох типів доріг. Розрахунок паливно-економічної характеристики ведемо на основі тягового балансу автомобіля, функції залежності питомої витрати палива g e = f (n e)
Спочатку розраховуємо часовий витрата палива за формулою:
g e - функція залежності питомої витрати палива від частоти обертання колінчастого вала двигуна, [г / кВт × год] беремо з таблиці 1;
N y + N w - сумарна потужність опору руху автомобіля, [кВт];
K u - коефіцієнт, що враховує зміну питомої витрати палива - g e залежно від коефіцієнта використання потужності двигуна U.
Чисельні значення коефіцієнта K u розраховуємо за допомогою емпіричної формули:
Коефіцієнт використання потужності двигуна U розраховуємо за такою формулою:
Значення колійного витрати палива визначаємо за виразом:
r Т = 0,73, [г / см 3] - щільність бензину;
Отримані при розрахунках паливно-економічної характеристики значення для двох вищих передач і для двох типів дорожнього покриття заносимо в таблиці 14.
Таблиці 14. Значення колійного витрати палива автомобіля ГАЗ-3307 на 3,4 передачах при русі автомобіля по асфальтобетону
4100
4400
V a, [км / год]
70,85
76,03
N ψ, [кВт]
3,34
5,37
7,45
9,59
11,80
14,10
16,51
19,05
21,72
24,55
27,55
30,73
34,13
37,74
0,04
0,39
0,80
1,43
2,34
3,55
5,13
7,12
9,56
12,51
16,02
(N ψ + N w) / η тр, [кВт]
3,73
6,11
8,67
11,49
14,64
18,18
22,19
26,74
31,90
37,73
44,32
51,72
60,00
69,25
N e ', [кВт]
62,33
50,65
U
0,28
0,31
0,34
0,38
0,43
0,50
0,74
0,96
1,37
g e, [г / кВт ∙ ч]
324,5
301,2
283,4
271,1
264,4
263,1
267,3
277
292,2
313
339,2
370,9
408,1
450,9
K u
2,06
2,09
2,00
1,91
1,79
1,64
1,46
1,25
1,03
0,86
G T, [кг / ч]
2,49
3,84
6,41
7,73
9,14
10,64
12,18
13,64
15,54
16,53
23,50
70,64
Q s, [л/100км]
39,49
38,08
36,98
36,30
36,06
36,22
36,66
37,14
37,30
36,70
35,20
34,49
45,43
127,2
103,4
112,2
121,1
5,75
9,36
13,18
17,29
21,78
26,73
32,21
38,31
45,11
52,68
61,12
70,49
80,88
92,37
0,75
1,94
4,00
7,17
11,68
17,76
25,65
47,82
62,58
80,09
100,5
124,3
6,30
10,73
16,06
22,63
30,76
40,80
53,09
85,75
106,7
131,4
159,9
192,8
230,2
0,47
0,55
0,61
0,70
0,81
0,95
1,15
1,40
1,76
2,28
3,09
4,55
292
1,33
1,31
1,24
1,13
1,01
0,89
0,84
2,45
4,92
10,51
24,10
62,89
2,72
4,24
5,65
6,94
8,18
9,58
11,98
17,85
34,40
82,01
219,2
623,6
1896
6528
25,26
24,59
23,81
22,99
22,30
22,22
24,14
31,82
54,99
118,8
290,3
760,8
2144
6878
Значення колійного витрати палива автомобіля ГАЗ - 3307 на 3,4 передачах при русі автомобіля по грунту
44,93 0span>
5,57
8,96
12,42
15,98
19,67
27,52
36,20
40,91
45,91
51,22
56,88
62,90
6,20
10,07
14,17
18,56
23,34
28,58
34,37
40,79
47,92
55,84
64,63
74,38
85,17
97,08
0,46
0,49
0,52
0,57
0,64
0,73
0,87
1,06
1,92
277,0
1,36
1,41
1,35
1,28
1,19
1,07
1,14
6,35
2,73
4,25
5,67
7,02
8,33
9,62
10,89
12,13
13,40
15,09
18,90
31,44
78,53
278
43,22
42,11
40,89
39,78
38,85
38,13
37,53
37,00
36,64
37,37
42,81
65,59
151,8
500,9
15,59
21,96
28,82
44,55
53,69
63,85
75,18
87,81
101,86
117,48
17,36
25,40
34,87
46,19
59,74
75,91
95,10
117,70
144,11
174,71
209,91
0,77
0,79
0,92
1,16
1,34
1,57
1,89
2,99
0,85
0,90
2,11
3,49
6,14
11,33
22,05
2,85
4,44
6,08
8,05
11,01
16,54
28,39
55,54
119,99
276,88
671,46
1716,8
26,46
25,71
25,60
26,64
30,02
38,34
57,21
99,04
191,81
401,11
889,38
2094,5