Тяговый и топливо-экономический расчет автомобиля ГАЗ 3307

Введение
1 Определение и выбор параметров ГАЗ - 3307
1.1 Определение полной массы автомобиля
1.2 Подбор пневматических шин
1.3 Выбор кинематической схемы трансмиссии автомобиля и
определение КПД трансмиссии
1.4Построение внешней скоростной характеристики двигателя
1.5Определение передаточных чисел коробки передач и трансмиссии
2Тяговый расчет автомобиля
2.1 График тягового баланса
2.2 График баланса мощности
2.3 Динамический паспорт автомобиля
2.4 График ускорений
2.5 График времени разгона
2.6 График пути разгона
3 Топливно-экономический расчет автомобиля
Заключение
Список используемой литературы

Тяговый и топливо-экономический расчет автомобиля ГАЗ 3307

1.5 Определения передаточных чисел
коробки передач и трансмиссии
Определение передаточных чисел коробки передач начинается с первой передачи.
Величина передаточного числа на первой передаче не зависит от числа ступеней и закона изменения передаточных чисел в коробке передач .
Передаточное число коробки передач на первой передаче: а) должно обеспечить преодоление заданного максимального дорожного сопротивления max;
б) не должно вызывать буксование ведущих колес автомобиля при работе двигателя с максимальным вращающим моментом.
Исходя из первого требования, передаточное число коробки передач на первой передаче должно быть
(17)
где Ga - полная сила тяжести автомобиля;
Мдв.max – максимальный вращающий момент двигателя, Нм;
Rk –радиус колеса, м;
TI – к.п.д. трансмиссии автомобиля на первой передаче.
Полученное передаточное число коробки передач на первой передаче проверяется на второе условие, то есть
(18)
где m2 = 1,1 – коэффициент перераспределения нагрузки для ведущих колес
автомобиля;
 = 0,70,8 – коэффициент сцепления шин автомобиля;
G2 – сцепная сила тяжести автомобиля, Н.
В свою очередь, сцепная сила тяжести автомобиля при колесной схеме 4х2 или 6х2 определяется по формуле
, Н (19)
где Ga – полная сила тяжести автомобиля, Н;
km – доля полной массы автомобиля, приходящейся на ведущие колеса,
принимается по аналогии с существующими автомобилями,
близкими к рассчитываемому по классу, грузоподъемности и
назначению.
Для дальнейшего расчета принимается ik..nI, полученное по формуле, если оно обеспечено вторым условием. В противном случае ik..n принимается исходя из условий сцепления ведущих колес с дорогой, определенное по формуле, а заданное максимальное дорожное сопротивление автомобилем преодолеваться не будет.
При известных ik..nI и порядковом номере прямой передачи, для определения передаточных чисел на коробке передач на промежуточных передачах принимается рациональное отношение между отдельными передачами.
В автомобилестроении, так же как и в траектории, наибольшее распространение получило изменение передаточных чисел в коробке передач по закону геометрической прогрессии.
При геометрическом ряде передаточных чисел и коробке передач в процессе разгона автомобиля на всех передачах обеспечивается постоянство интервала по частоте вращения коленчатого вала двигателя, а значит и постоянство его средней мощности.
Имея необходимое передаточное число в коробке передач на первой передаче ik..nI, приняв изменение передаточных чисел в коробке передач по закону геометрической прогрессии и зная из кинематической схемы трансмиссии автомобиля число передач и порядковый номер прямой передачи, передаточные числа на промежуточных передачах определяются по формулам в табл. 4.
Подобрав число зубьев шестерен в коробке переменных передачи, определив передаточное число главной передачи, определим общие передаточные числа трансмиссии автомобиля:
Таблица 4
Передаточные числа для коробок передач
Ваши значения какие? Сколько в вашей КПП передач?
(20)
(21)
2 Тяговый расчет автомобиля
Тяговый расчет автомобиля включает в себя построение графиков:
1) тягового баланса P=f(v);
2) баланса мощности N=f(v);
3) динамического фактора D=f(v);
4) ускорений автомобиля j=f(v);
5) времени разгона T=f(v);
6) пути разгона S=f(v).
Значения входящих в формулы величин и коэффициентов берутся из
первой части данного расчета.
2.1 График тягового баланса
При построении исходят из уравнения тягового баланса, при установившимся движении
, Н (22)
где - тяговое усилие на ведущих колесах, Н;
(23)
- сила сопротивления дороги, Н;
Сила сопротивления воздуха оказывает существенное влияние на динамику автомобиля. Она в большой степени зависит от конструкции, формы и геометрических размеров кузова, скорости движения автомобиля и определяется на всех передачах в зависимости:
(24)
Где значения? Коэффициенты?
где k – коэффициент сопротивления воздуха, Нс2/м4;
F – лобовая площадь автомобиля, м2;
для грузовых автомобилей и автобусов F=BH;
для легковых автомобилей F=0.78B1H;
B – колея автомобиля по передним колесам, м;
В1 – габаритная ширина автомобиля, м;
Н – габаритная высота автомобиля, м;
Va – скорость движения автомобиля, м/с, определяется на всех передачах в зависимости от угловой скорости коленчатого вала двигателя:
, км/ч (25.1)
где - угловая скорость коленчатого вала с-1, (26)
Результаты подсчета сведены в табл.5.
n, M – из табл.3.
Таблица 5
n, об/мин
V, км/ч
М, Нм
Рк, Н
Р, Н
Р, Н
478
489
512
558
606
609
625
55
60
65
70
75
80
85
574238
575753
571657
497769
521026
593225
728843
428403
438189
441383
453857
502564
526848
549428
456,58
466,57
526,41
552,73
658,08
662,85
677,68
3926,07
4398,32
4647,65
5487,65
5901,84
6597,21
7737,37
n, M – из табл.3.
По данным таблицы строятся графики тягового баланса, примерный вид которого показан на рис.3.
2.2 График баланса мощности
Из уравнения баланса мощности известно, что
(27)
или при установившемся движении
(28)
где - мощность потерь на преодоление сопротивления
дороги, кВТ;
- мощность потерь на преодоление сопротивление
воздуха, кВт;
- мощность потерь на преодоление сопротивления трансмиссии, кВт;
Ne – эффективная мощность двигателя, кВт;
Nтр – мощность потерь на трение в трансмиссии, кВт;
Nk – мощность на ободе ведущего колеса, кВт.
Произведенные подсчеты сведены в таблице №6
Таблица 6
n, об/мин
V, км/ч
Ne, кВт
Nк, кВт
N, кВт
N, кВт
478
489
512
558
606
609
625
55
60
65
70
75
80
85
28742
29481
30393
30648
33062
37831
47745
289,503
403,740
544,05
712,58
881,43
1077,56
1303,21
36,06
42,89
49,05
54,83
56,37
59,9
65,65
253,4
360,8
495
658,8
825,05
1017,66
1237,55
Вид графика баланса мощности, построенного по данным таблицы, представлен на рис.4
На графиках тягового баланса и баланса мощности точка пересечения кривой усилия или мощности на ободе колеса с кривой суммарной силы сопротивления или с кривой суммарных потерь мощности характеризует максимальное значение скорости при данном коэффициенте сопротивления дороги.
2.3 Динамический паспорт автомобиля
Динамический паспорт автомобиля представляет собой совокупность динамической характеристики, номограммы нагрузок и графика контроля буксования. Динамический паспорт автомобиля позволяет решать уравнение движения с учетом конструктивных параметров автомобиля, основных характеристик дороги и нагрузки на автомобиль.
Построение номограммы загрузки
Динамическую характеристику строят для автомобиля с полной нагрузкой. С изменением силы тяжести автомобиля от G0 до Ga динамический фактор изменяется, и его можно определить по формуле
(27)
Номограмма нагрузок позволяет решать все указанные задачи не только для полной нагрузки автомобиля, но и для любого ее значения.
2.4 График ускорений
График показывает величину ускорения, которую может иметь проектируемый автомобиль при различной скорости на каждой передаче при условии движения по дороге, характеризуемой коэффициентом ψ.
(28)
где g – ускорение силы тяжести, м/с2;
 - коэффициент учета вращающихся масс, определяемый с достаточной точностью на всех передачах по формуле:  = 1,04+0,04i2k/
Результаты подсчета ускорений сводятся в табл.7, а по данным этой таблицы строят график j=f(v).
Таблица 7
V, м/с (км/ч)
D
D-ψ
, м/с2
1/j, с2/м
55
60
65
70
75
80
85
1512
1598
1723
1924
2648
2994
3605
1511,975
1597,975
1722,975
1923,975
2647,975
2993,975
3604,975
1209,58
1278,38
1378,38
1539,18
2118,38
2395,18
2883,98
0,000826
0,0007822
0,0007254
0,000649
0,000472
0,0004175
0,0003467
Примерный характер кривых j=f(v) приводится на рис.6.
2.5 График времени разгона
Пересмотреть график времени разгона: Ваш автомобиль разгоняется до 300 км/ч…
Данный график очень наглядно характеризует переместить автомобиля. Время разгона автомобиля при изменении скорости V1 до V2.
(29)
Это интегральное уравнение решают графически.
Прежде всего наносят на график изменения величины 1/j во время разгона автомобиля до нулевой скорости до минимальной на первой передаче.
Учитывая неопределенность и незначительное влияние этого этапа на полное время разгона, можно принять здесь величину 1/j постоянной, равной (1/j) min.
При наличии трансмиссии пониженной передачи (для парковки и движения в тяжелых дорожных условиях), время и путь разгона определяют при трогании автомобиля со второй передачи.
Затем определяют скорости, при которых следует производить переключение передач. Здесь следует придерживаться такого правила: при любой скорости целесообразно разгоняться на той передаче, которая обеспечивает большее ускорение.
Далее, диапазоны скорости между точками переключения передач разбивают на 4…5 интервалов ∆V произвольной длины.
Время разгона
∆tp = ∆V*1/jср (30)
где 1/jср – среднее значение «обратного» ускорения в данном интервале скорости ∆V. Вычисленное таким образом время суммируют сл временем разгона на предыдущих интервалах. По полученным данным строят график tp(V) (рис.7). Временем переключения передач пренебрегают.
2.6 График пути разгона
Sp(V) так же, как и график tp(V), служит для характеристики приемистости автомобиля. Методика его построения подобна предыдущей.
Путь разгона:
(31)
Путь ∆Sp, пройденный автомобилем за время ∆tp, находят как производное
∆Sp = ∆t*Vср (32)
где Vср – средняя скорость автомобиля в данном интервале времени ∆t. Полный путь разгона до любой скорости V определяют суммированием элементарных путей по всем интервалам ∆tр до заданной скорости
По результатам расчета строят график Sp(V) (рис.8).
3 Топливно-экономический расчет автомобиля
Топливно-экономический расчет автомобиля включает построение двух графиков: 1) графика экономической характеристики автомобильного двигателя g=f(v); 2) графика экономической характеристики автомобиля Gs=f(v).
Основным показателем топливной экономичности является график экономической характеристики автомобиля. Экономическую характеристику строят аналитически. Для этого необходимо иметь график экономической характеристики автомобильного двигателя. Но чтобы построить эту характеристику, необходимо иметь характеристики двигателя, построенные при частичных нагрузках. Их получают путем стендовых испытаний двигателя. Для того, чтобы построить кривую экономической характеристики автомобильного двигателя придется воспользоваться теоретическими кривыми, графически выражающими зависимость удельного расхода топлива от нагрузки и от частоты вращения вала двигателя.
Для того, чтобы получить величину коэффициента KN, необходимо определить процент использования мощности двигателя при движении с различной скоростью по дорогам разного качества, то есть с различным коэффициентом ψ.
Зная удельный расход gN при максимальной мощности, который задается как исходная величина, и, имея коэффициенты KN и Kn, можно определить значение g для любых условий движения, то есть при любой скорости движения по любой дороге.
Из баланса мощности при установившимся движений известно, что
(33)
Результаты подсчетов сведены в табл.8
Таблица 8
n об/мин
V, км/ч
Ne, кВт
N, кВт
1