7 Тягово скоростные свойства автомобиля

6.1. Тяговая сила и тяговая характеристика автомобиля

6.2. Тяговая характеристика автомобиля с дополнительной

6.3. Скорость и ускорение автомобиля

6.4. Реакции дороги, действующие при движении на колеса автомобиля

6.5. Сила и коэффициент сцепления колес автомобиля

6.1. Тяговая сила и тяговая характеристика автомобиля

Тяговой силой называется отношение крутящего момента на полуосях к радиусу ведущих колес автомобиля. Это толкающая ав­томобиль сила, которая передается от ведущих колес к несущей системе (рама, кузов). При увеличении тяговой силы на ведущих колесах автомобиль может развивать большие ускорения, преодо­левать более крутые подъемы, буксировать прицепы большей массы и иметь лучшие тягово-скоростные свойства.

Тяговая сила определяется экспериментально при испытаниях автомобиля или расчетным путем с использованием внешней ско­ростной характеристики двигателя по формуле

(6.1)

Из выражения (6.1) следует, что максимальное значение тя­говой силы ограничено, поскольку оно определяется максималь­ными значениями момента двигателя М_е и передаточного числа трансмиссии щ. Тяговая сила ограничена также вследствие дей­ствия силы сцепления между ведущими колесами и дорогой.

Рис. 6.1. Тяговая характерис­тика автомобиля со ступен­чатой коробкой передач: I — IV — передачи

Рис. 6.2. Тяговые характеристики автомо­билей с бесступенчатой (а) и гидромеха­нической (б) коробками передач: I, II — передачи

Изменение тяговой силы на ведущих колесах показывает тяго­вая характеристика автомобиля (рис. 6.1) — зависимость тяговой силы от скорости движения на различных передачах.

Характер изменения тяговой силы на ведущих колесах зависит от типа коробки передач в трансмиссии автомобиля. Так, меха­ническая ступенчатая коробка передач обеспечивает ступенча­тое изменение тяговой силы (см. рис.6.1), бесступенчатая — плав­ное (рис. 6.2, а), а гидромеханическая — и плавное, и ступенчатое (рис. 6.2, б).

6.2. Тяговая характеристика автомобиля с дополнительной коробкой передач

Представленная на рис. 6.1 тяговая характеристика соответствует автомобилю ограниченной проходимости с колесной формулой 4 х 2, в трансмиссии которого установлена только механическая ступенчатая коробка передач и отсутствует дополнительная ко­робка передач. Однако в трансмиссии полноприводных автомоби­лей, тяжелых грузовых автомобилей и автомобилей-тягачей, ра­ботающих с прицепами и полуприцепами, кроме основной уста­навливают еще и дополнительные коробки передач: делитель, демультипликатор или раздаточную коробку. Они позволяют улуч­шить тягово-скоростные свойства, повысить проходимость и топ­ливную экономичность автомобиля.

Делитель (мультипликатор) представляет собой повышающую коробку передач. Он устанавливается перед основной коробкой передач и увеличивает число ее передач в 2 раза. Обычно он имеет две передачи: прямую с передаточным числом и = 1 и повышаю­щую с и 1.

На рис. 6.3, б приведена тяговая характеристика автомобиля с демультипликатором. Штрих-пунктирными линиями показано из­менение тяговой силы при включенной понижающей передаче демультипликатора. Из тяговой характеристики следует, что де­мультипликатор увеличивает передаточные числа и количество передач, а также значения тяговой силы на ведущих колесах авто­мобиля, существенно расширяя их диапазон.

Раздаточная коробка представляет собой понижающую короб­ку передач. Она устанавливается в трансмиссии полноприводных автомобилей и увеличивает передаточные числа и количество пе­редач коробки передач, а также тяговую силу на ведущих колесах автомобиля. В автомобилях со всеми ведущими колесами раздаточ­ная коробка выполняет функции демультипликатора.

Тяговая характеристика автомобиля с раздаточной коробкой при включенной понижающей передаче раздаточной коробки имеет такой же вид, как у автомобиля с демультипликатором (см. рис. 6.3, б).

6.3. Скорость и ускорение автомобиля

Линейную скорость колеса, м/с, можно определить с помо­щью выражения

где r_к — радиус колеса, м;

_к — угловая скорость колеса, рад/с.

Скорость автомобиля при его прямолинейном движении равна линейной скорости колеса, т.е. v = v_K.

Так как скорость автомобиля v обычно выражается в км/ч, а скорость колеса v_K — в м/с, то для получения скорости автомо­биля v в км/ч необходимо ввести переводной коэффициент 3,6. С учетом этого коэффициента скорость автомобиля, км/ч:

Аналогично при прямолинейном движении ускорение автомо­биля равно линейному ускорению колеса:

(6.2)

6.4. Реакции дороги, действующие при движении на колеса автомобиля

При движении автомобиля его колеса могут катиться в различ­ных режимах: тяговом, ведомом и тормозном. При этих режимах качения со стороны дороги на колеса действуют силы, называе­мые реакциями. Для определения их величины рассмотрим каче­ние колеса автомобиля по жесткой (недеформируемой) дороге. Схема сил, действующих в этом случае на ведущее колесо, пред­ставлена на рис. 6.4.

Силы Р_х и P_z и момент М’ действуют на колесо со стороны автомобиля. Силы R_x и R_z действуют на колесо со стороны дороги и представляют собой ее реакции.

Рис. 6.4. Силы, действу­ющие на ведущее колесо при качении по недефор-мируемой дороге: О — центр колеса

Рассмотрим указанные силы и момент.

P_z — вертикальная нагрузка на коле­со, направленная вниз перпендикулярно поверхности дороги.

Р_х — продольная сила, параллельная поверхности дороги. В зависимости от ре­жима качения колеса она может быть на­правлена как в сторону движения авто­мобиля, так и в противоположную.

М’ — момент, подводимый к колесу от полуоси или тормозного барабана (тор­мозного диска). Иногда момент может быть равен нулю (не подводится к коле­су). Момент считается положительным, если его направление совпадает с направ­лением вращения колеса, и наоборот.

R_z — нормальная реакция дороги, направленная вверх перпенди­кулярно поверхности дороги. Точка приложения нормальной реак­ции смещена относительно оси колеса на некоторую величину а_ш из-за большей деформации шины в набегающей на дорогу части, чем в сбегающей с дороги. Это подтверждает эпюра элементарных сил, действующих в месте контакта колеса с дорогой, для кото­рых нормальная реакция является результирующей силой.

R_x — касательная реакция дороги. Это сила, которая действует в плоскости дороги и в зависимости от режима качения колеса мо­жет быть направлена в сторону движения автомобиля или в про­тивоположную. Касательная реакция считается положительной, если она направлена в сторону движения, и наоборот.

Составим уравнение моментов относительно оси колеса:

(6.3)

где j_к — момент инерции колеса относительно оси вращения. Из выражения (6.3) находим касательную реакцию дороги:

Обозначим отношение символом f и, выразив величину

— с помощью формулы (6.2) через ускорение автомобиля j,

Для касательной реакции дороги получим в общем случае (при любых режимах качения колеса)

(6.4)

Рассмотрим типичные режимы качения колеса.

Тяговый режим характерен для ведущего колеса. Момент М’ подводится к колесу через полуось, и направление момента со­впадает с направлением вращения колеса. В этом случае момент называется крутящим. Подставляя в выражение (6.4) вместо М’ выражение для крутящего момента М_к, подводимого к ведущим колесам, для ведущего колеса получим

где— тяговая сила.

Для ведущего колеса касательная реакция R_x > 0. Следователь­но, она направлена в сторону движения, как показано на рис.6.4.

Ведомый режим характерен для ведомого колеса. Момент М’ к колесу не подводится, и, следовательно, он равен нулю. Для ве­домого колеса касательная реакция дороги

Знак «-» показывает, что у ведомого колеса касательная реак­ция дороги направлена против движения (рис. 6.5, а).

Рис. 6.5. Силы, действующие на ведомое (а) и тормозящее (б) колеса

при качении по недеформируемой дороге:

О — центр колеса

Тормозной режим является характерным для тормозящего ко­леса (ведущего, ведомого). Момент М’ подводится к колесу от тормозного барабана или тормозного диска и направление его про­тивоположно направлению вращения колеса. В этом случае мо­мент называется тормозным (М_тор). Подставив в выражение (7.4) вместо М’ тормозной момент (М’ = -М_тор), для тормозящего ко­леса получим

Знак «-» свидетельствует о том, что у тормозящего колеса каса­тельная реакция дороги направлена против движения (рис. 6.5, б).

6.5. Сила и коэффициент сцепления колес автомобиля с дорогой

Значение тяговой силы, необходимой для движения, ограни­чено вследствие действия силы сцепления колес с дорогой.

Под силой сцепления понимают силу, противодействующую скольжению колеса относительно поверхности дороги. Она равна силе трения, возникающей в месте контакта колеса с дорогой.

где R_z — нормальная реакция дороги; φ — коэффициент сцепле­ния.

Равномерное качение колеса без скольжения и буксования воз­можно только при выполнении условия Р_Т Р_си), то автомобиль движется с про­буксовкой ведущих колес. Это происходит, например, тогда, ког­да при движении по сухой дороге он попадает на участок со скольз­ким покрытием. Если же автомобиль стоял на месте, то не только движение, но и его трогание с места невозможны.

Коэффициент сцепления. Этот коэффициент во многом опре­деляет значение силы сцепления. В зависимости от направления скольжения колеса относительно поверхности дороги различают коэффициенты продольного φ _х и поперечного φ _у сцепления. Эти коэффициенты зависят от одних и тех же факторов, и можно счи­тать, что они практически равны (φ _х = φ _у).

На коэффициент продольного сцепления ц>_х оказывают влия­ние многие конструктивные и эксплуатационные факторы. Он определяется экспериментально. Ниже приведены средние зна­чения ф_х для различных дорог и состояний их поверхности:

Сухое Мокрое

Асфальтобетонное шоссе. 0,7. 0,8 0,35. 0,45

Дорога с щебенчатым покрытием . 0,6. 0,7 0,3. 0,4

Грунтовая дорога. 0,5. 0,6 0,2. 0,4

Рассмотрим, как влияют различные конструктивные и эксплу­атационные факторы на коэффициент продольного сцепления.

Тип и состояние покрытия дороги. На сухих дорогах с твердым покрытием коэффициент сцепления имеет наибольшее значение, так как в этом случае он обусловливается не только трением сколь­жения, но и межмолекулярным взаимодействием материалов ко­леса и дороги (механическим зацеплением). На мокрых дорогах с твердым покрытием коэффициент сцепления существенно уменьшается (в 1,5 — 2 раза) по сравнению с сухими дорогами, так как между колесом и дорогой образуется пленка из частиц грунта и воды. На деформируемых дорогах коэффициент сцепления зави­сит от внутреннего трения в грунте и сопротивления грунта срезу.

Рис. 6.6. Рисунки протектора шин:

а, б — дорожный; в, г — универсальный; д—з — повышенной проходимости

Рисунок протектора шины (рис. 6.6). Дорожный рисунок про­тектора обеспечивает наибольший коэффициент сцепления на дорогах с твердым покрытием, универсальный — на дорогах смешанного типа, а рисунок протектора повышенной проходимо­сти — в тяжелых дорожных условиях и по бездорожью. По мере изнашивания рисунка протектора значение коэффициента сцеп­ления уменьшается.

Внутреннее давление воздуха в шине. При увеличении давле­ния воздуха в шине (рис. 6.7, а) коэффициент сцепления сначала возрастает, а затем уменьшается.

Рис. 6.7. Зависимости коэффициента сцепления от давления воздуха в шине (а), скорости движения (б) и вертикальной нагрузки на колесо (в)

Скорость движения. При увеличении скорости движения (рис. 6.7, б) коэффициент сцепления сначала возрастает, а по­том падает.

Нагрузка на колесо. Увеличение вертикальной нагрузки на ко­лесо (рис. 6.7, в) приводит к незначительному уменьшению ко­эффициента сцепления.

Коэффициент сцепления существенно влияет на безопасность движения. Его недостаточно высокое значение вызывает много­численные аварии и несчастные случаи на дорогах. Как показали исследования, по этой причине происходит 15% общего числа Дорожно-транспортных происшествий, а в неблагоприятные пе­риоды года — около 70 %. Исследованиями установлено, что для обеспечения безопасного движения значение коэффициента сцеп­ления должно составлять не менее 0,4.

«Кафедра Автомобили ТЯГОВАЯ ДИНАМИКА И ТОПЛИВНАЯ ЭКОНОМИЧНОСТЬ АВТОМОБИЛЯ С МЕХАНИЧЕСКОЙ ТРАНСМИССИЕЙ Учебно-методическое пособие для студентов специальностей T 04.02 “Эксплуатация . »

Министерство образования Республики Беларусь

БЕЛОРУССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОЛИТЕХНИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ

ТЯГОВАЯ ДИНАМИКА И ТОПЛИВНАЯ

ЭКОНОМИЧНОСТЬ АВТОМОБИЛЯ С

МЕХАНИЧЕСКОЙ ТРАНСМИССИЕЙ

Учебно-методическое пособие для студентов специальностей

T 04.02 “Эксплуатация транспортных средств”, Т 04.03 “Организация движения и управление на транспорте”, Т 04.06 “Автомобили” Минск 2000 УДК 629.113 Учебно-методическое пособие предназначено для ознакомления студентов автотранспортных специальностей с основами теории и приобретения практических навыков при выполнении курсовой (контрольной) работы по оценке тягово-динамических и топливно-экономических свойств автомобиля.

О.С. Руктешель, Б.В. Бобровский, М.С. Лебедев, Л.А. Молибошко, С.Г. Якутович.

Рецензент: В.М. Беляев.

Учебное издание Тяговая динамика и топливная экономичность автомобиля с механической трансмиссией Учебно-методическое пособие для студентов специальностей T 04.02 “Эксплуатация транспортных средств”, Т 04.03 “Организация движения и управление на транспорте”, Т 04.06 “Автомобили” Составители: Руктешель Олег Степанович Бобровский Борис Владимирович Лебедев Михаил Сергеевич Молибошко Леонид Александрович Якутович Сергей Геннадьевич © Составление: Руктешель О.С., Бобровский Б.В., Лебедев М.С., Молибошко Л.А., Якутович С.Г., 2000.

ВВЕДЕНИЕ

Данное учебно-методическое пособие является вспомогательным материалом для студентов автотранспортных специальностей, выполняющих контрольные и курсовые работы, а также курсовые и дипломные проекты, включающие в себя раздел “Тягово-динамические и топливно-экономические свойства автомобиля”.

Указанные эксплуатационные свойства автомобиля характеризуют возможность его эффективного использования в заданных условиях, позволяя оценить, в какой мере его конструкция соответствует требованиям эксплуатации.

Под тяговой динамичностью понимается свойство автомобиля перевозить грузы и пассажиров с максимально возможной скоростью в заданных дорожных условиях. Отсюда следует, что чем лучше динамичность автомобиля, тем выше его производительность.

Топливная экономичность автомобиля характеризует его свойство рационально использовать энергию сжигаемого топлива. Чем меньше расход топлива, тем дешевле эксплуатация автомобиля.

В предлагаемом учебном пособии изложена методика построения внешних скоростных характеристик карбюраторного и дизельного двигателей, тяговой характеристики автомобиля и ее практического использования, мощностной характеристики, динамической характеристики автомобиля и ее практического использования, определения параметров разгона автомобиля, практического использования скоростных характеристик времени и пути разгона автомобиля.

Приведены оценочные показатели топливной экономичности автомобиля, уравнение расхода топлива и топливная характеристика установившегося движения. В Приложении указаны основные технические данные современных автомобилей и автобусов.

1. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОЙ

(КОНТРОЛЬНОЙ) РАБОТЫ

Курсовая (контрольная) работа предназначена для закрепления знаний студентов по дисциплинам «Теория движения автомобиля», «Автомобили» (ч, 2) и «Технические средства и их эксплуатационные свойства».

При выполнении курсовой (контрольной) работы студент должен проанализировать тягово-скоростные и топливно-экономические свойства автомобиля. При анализе тягово-скоростных и топливно-экономических свойств студент использует данные технических характеристик заданного автомобиля.

Курсовая (контрольная) работа выполняется на листах писчей бумаги размером 210х мм и брошюруется без применения металлических элементов. Обложка изготавливается из ватмана, графики вычерчиваются на миллиметровой бумаге. Все страницы пояснительной записки должны быть пронумерованы в правом верхнем углу каждого листа.

Выполняя анализ тягово-скоростных и топливно-экономических свойств автомобиля, студент должен привести расчетные формулы, сопроводить их пояснениями, обосновать, если необходимо, выбор постоянных величин (коэффициентов), подставить в формулу известные величины и провести расчет одной точки каждой кривой. Расчет остальных 5 — 6 точек в пояснительной записке не проводить, а результаты расчета этих точек внести в таблицы (формы таблиц приведены ниже в соответствующих разделах данного учебного пособия).

2. ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ Варианты заданий для выполнения курсовой (контрольной) работы представлены в табл.

2.1. Вариант задания выбирается по двум последним цифрам шифра зачетной книжки студента.

Если это число превышает цифру 50, то номер варианта определяется по разности числа и двух последних цифр шифра. Например, если шифр зачетной книжки 301115/453, то номер варианта будет: 100 — 53 = 47.

Для составления краткой технической характеристики автомобиля следует воспользоваться необходимой справочной литературой, данными Приложения.

Перечень необходимых для расчета величин технической характеристики автомобиля, их обозначение и размерность приведены в табл. 2.2, которую студентам необходимо заполнить. После заполнения таблицы анализируются ее показатели и выбираются необходимые исходные данные для выполнения курсовой (контрольной) работы.

Краткая техническая характеристика автомобиля (параметры автомобиля, необходимые для выполнения курсовой работы) 1. Марка и тип автомобиля 2. Колесная формула — на задний мост (тележку) Контрольный расход топлива при скоро- Qк сти км/ч 12. Тип и марка двигателя Частота вращения коленчатого вала двиоб/мин гателя при стендовой максимальной мощности Pemax мент двигателя Частота вращения коленчатого вала двиоб/мин тящем моменте Memax Передаточные числа коробки передач:

— второй передачи — третьей передачи — четвертой передачи — пятой передачи и т. д.

— передачи заднего хода Передаточные числа раздаточной коробки:

Шины, их характеристика и маркировка:

— посадочный диаметр

3. ОЦЕНКА ТЯГОВО-СКОРОСТНЫХ СВОЙСТВ АВТОМОБИЛЯ

3.1. УРАВНЕНИЕ ДВИЖЕНИЯ АВТОМОБИЛЯ

Оценку тягово-скоростных свойств автомобиля производят, решая уравнение его движения. Уравнение движения автомобиля связывает силу, движущую автомобиль, с силами сопротивления и позволяет определить характер прямолинейного движения автомобиля, т. е. в каждый момент времени найти ускорение, скорость, время движения и пройденный автомобилем путь.

Окружная сила на ведущих колесах Fк при движении автомобиля затрачивается на преодоление сил сопротивления воздуха Fв, качению Ff, подъему Fi и разгону Fj автомобиля, т. е.

Здесь знак “-” при силе Fi соответствует движению автомобиля на подъеме, а знак “+” движению на спуске; знак “-” при силе Fj соответствует разгону автомобиля, а знак “+” — торможению.

Записав в этом уравнении вместо сил выражения, их определяющие, получим:

Разрешив последнее выражение относительно ускорения автомобиля, для случая его разгона будем иметь:

Уравнение (3.1) называется уравнением движения автомобиля.

Aв — площадь лобового сопротивления автомобиля, м ;

— величина продольного уклона дороги (тангенс угла наклона дороги к — угол наклона продольного профиля дороги, град(рад);

— коэффициент учета вращающихся масс автомобиля.

Данное уравнение справедливо при неустановившемся движении автомобиля. При этом где Jм — момент инерции маховика двигателя и ведущей части сцепления, кг•м ;

Jкi — момент инерции i-го колеса автомобиля, кг•м ;

Если автомобиль движется накатом с выключенным сцеплением или нейтральным поdV ложением в коробке передач, то уравнение (3.1) принимает вид:

Решение уравнения движения автомобиля в общем виде аналитическими методами практически невозможно, так как неизвестны точные функциональные зависимости, связывающие силы, действующие на автомобиль, с его скоростью. Поэтому уравнение движения автомобиля (3.1) решают численными методами на ЭВМ или приближенно, используя графоаналитические методы. Наибольшее распространение получили метод силового (тягового) баланса, метод мощностного баланса и метод динамической характеристики.

Для оценки тягово-скоростных свойств автомобиля студент строит и анализирует следующие графики:

1) внешней скоростной характеристики автомобиля;

2) тяговой характеристики автомобиля;

3) мощностного баланса автомобиля;

4) динамической характеристики автомобиля;

5) ускорения автомобиля на передачах;

6) времени и пути разгона автомобиля.

3.2. ВНЕШНЯЯ СКОРОСТНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДВИГАТЕЛЯ

Окружная сила на ведущих колесах, движущая автомобиль, возникает в результате того, что к ведущим колесам подводится через трансмиссию крутящий момент от двигателя.

Влияние двигателя на тягово- скоростные свойства автомобиля определяется его скоростной характеристикой, которая представляет собой зависимость эффективной мощности Ре и крутящего момента Ме на коленчатом валу двигателя, при установившемся режиме его работы, от угловой скорости е (частоты ne) вращения коленчатого вала.

Скоростная характеристика, полученная при полной подаче топлива, называется внешней скоростной характеристикой, а скоростные характеристики, полученные при неполной подаче топлива — частичными.

Скоростную характеристику находят экспериментально при испытании двигателя на тормозном стенде. Двигатель, установленный на стенде,нагружают при помощи тормоза, добиваясь определенного числа оборотов коленчатого вала двигателя ne. По достижении устойчист вых оборотов замеряют величину эффективного крутящего момента Ме в Н• м. Нанеся рест зультаты замеров на график в координатах Ме — e(ne) и соединив отдельные точки, получают характеристику момента. Затем из соотношения находят величину эффективной мощности Ре в кВт для ряда значений e в рад/с и по ним строят характеристику мощности. Полученные указанным образом внешние скоростные характеристики карбюраторного и дизельного двигателей приведены соответственно на рис. 3.1 (а и б). Здесь ne = 60•e/2•, [об/мин] или ne = 9,55•e.

Важнейшими параметрами внешней скоростной характеристики двигателя, снятой на тормозном стенде, являются:

nemin и nemax — минимальная и максимальная частоты вращения коленчатого вала двигателя, об/мин;

— частоты вращения коленчатого вала двигателя соответственно при — коэффициент приспособляемости двигателя по моменту:

— коэффициент приспособляемости двигателя по частоте вращения:

Для расчета показателей тягово-скоростных свойств автомобиля указанными выше методами, а также решения уравнения движения автомобиля на ЭВМ, удобно пользоваться аналист ст тическим зависимостями Ре = f (ne) и Ме = f (ne). При этом для построения стендовой внешней скоростной характеристики используются значения максимальной мощности Реmax и максимального крутящего момента Меmax и соответствующие им частоты вращения nр и nм, приводимые в технических данных автомобилей (см. Приложение).

Зависимость Ре = f (ne) аппроксимируется формулой кубического трехчлена:

где nе/nр — отношение текущего значения частоты вращения коленчатого вала двигателя к частоте вращения при максимальной мощности.

Коэффициенты а, b и с зависят от коэффициентов приспособляемости двигателя по крутящему моменту kм и частоте вращения k.

Рис. 3.1. Внешние скоростные характеристики карбюраторного(а) Для дизельных и карбюраторных двигателей грузовых автомобилей коэффициенты а, b и с определяются по формулам:

При этом должно соблюдаться равенство: а + b + с = 1.

Максимальная частота вращения n e max карбюраторных двигателей легковых автомоби лей, не имеющих ограничителей частоты вращения, на 10. 15 % выше частоты вращения дви гателя при максимальной мощности Pe ст. Коэффициенты a, b и с в этом случае определяются по формулам :

При этом должно соблюдаться равенство: а + 2•b + 3•с = 0.

Ориентировочно значения коэффициентов приспособляемости могут быть приняты:

— для карбюраторных двигателей: kм = 1,10. 1,45; k = 1,50. 2,50;

— для дизельных двигателей: kм = 1,05. 1,30; k = 1,45. 2,00.

n e, n м, n p и еще 3 4 точек, равномерно расположенных в диапазоне от n e до n p. Для рассчитывается также для n e max = (1,10K1,15) • n p. Для дизельных двигателей устойчивое зна чение максимальной частоты вращения n e max = n p.

нагрузкой, находится в пределах n e Результаты расчета значений мощности Реi при различных значениях частоты враще ния коленчатого вала двигателя n e, где n e значений ne:

карбюраторных двигателей без ограничителей частоты вращения коленчатого вала Рест Минимальная частота вращения, при которой двигатель работает устойчиво с полной данным таблицы, строится график Рест = f (ne) (рис. 3.1).

Если мощность Ре выражена в кВт, то крутящий момент двигателя Ме в Н•м определяется по формуле:

где e — угловая скорость коленчатого вала двигателя, рад/с;

или, учитывая, что Результаты расчета по формуле (3.6) крутящего момента Меi для приведенных в табл.

3.1 значений Реi и n ei также заносятся в таблицу. Точки, соответствующие значениям Меi, наносятся на график (рис. 3.1) и соединяются кривой Мест = f (n e ).

Условия работы двигателя, установленного на автомобиле, отличаются от стендовых:

двигатель работает с другими впускными и выпускными системами, на нем устанавливаются дополнительные механизмы, на привод которых затрачивается определенная мощность, двигатель работает при другом температурном режиме. Поэтому мощность двигателя, установленного на автомобиле Ре, несколько меньше мощности, полученной при стендовых испытаниях Ре. При использовании для тягово-скоростных расчетов стендовой внешней скоростной хаст рактеристики, значения мощности Ре уменьшают путем умножения на коэффициент kст, зависящий как от конструктивных особенностей и условий эксплуатации автомобиля, так и от особенностей стандарта, по которому была снята внешняя скоростная характеристика. Следовательно, мощность и момент, передающиеся в трансмиссию автомобиля, определяются по выражениям:

В приближенных расчетах можно принимать kст = 0,93. 0,96. Бльшие значения относятся к двигателям легковых автомобилей.

Зависимости мощности Ре и момента Ме двигателя, установленного на автомобиле, от частоты вращения коленчатого вала ne, также наносятся на график внешней скоростной характеристики (рис. 3.1).

Результаты расчетов сводятся в табл. 3.1.

3.3. ТЯГОВАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АВТОМОБИЛЯ

С целью решения уравнения движения автомобиля (3.1) методом силового баланса, представим его в виде:

Учитывая, что Ff + Fi = F, запишем уравнение (3.8) следующим образом:

Полученное уравнение называют уравнением силового (или тягового) баланса. Уравнение силового баланса показывает, что сумма всех сил сопротивления движению в любой момент времени равна окружной силе на ведущих колесах автомобиля.

Заменим обозначение сил их развернутыми выражениями:

Уравнение (3.10) позволяет определить величину окружной силы, развиваемой на ведущих колесах автомобиля, и установить, как она распределяется по различным видам сопротивлений.

Графическое изображение уравнения силового (тягового) баланса в координатах “окружная сила — скорость”, называется тяговой характеристикой автомобиля.

Кривые изменения окружной силы на передачах (рис. 3.2) строят по данным, определяемым по формуле:

Количество кривых тяговой характеристики автомобиля равно числу передач в его коробке. При наличии раздаточной коробки в трансмиссии тяговая характеристика автомобиля строится для случая, когда в раздаточной коробке включена высшая передача.

В предположении отсутствия буксования сцепления и ведущих колес автомобиля связь между частотой вращения коленчатого вала двигателя ne (или e) и скоростью V находится из соотношений:

где к — угловая скорость вращения ведущих колес автомобиля, рад/с;

— расчетный радиус качения ведущих колес, м, Здесь ne имеет размерность об/мин, а V — м/c.

При необходимости выразить скорость автомобиля V в км/ч, умножаем значение скорости, полученное по формулам (3.12) или (3.13) на переводной коэффициент 3,6, полученный с учетом того, что 1 км = 1000 м и 1 ч = 3600 с.

В результате получим:

Для расчета окружной силы Fк значения крутящего момента двигателя Ме берутся из табл. 3.1 в соответствии с частотой вращения коленчатого вала двигателя ne, значения которой используются для вычисления скорости движения автомобиля на передачах по выражению (3.14).

При расчете по формулам (3.11) и (3.14) данных, необходимых для построения тяговой характеристики автомобиля, следует определить передаточные числа трансмиссии Uтр на всех передачах в коробке передач.

Передаточное число трансмиссии на i-ой передаче определяется по выражению:

где Uкпi — передаточное число в коробке передач на i-ой передаче;

Uрк — передаточное число в раздаточной коробке на высшей передаче (при отсутствии — передаточное число главной передачи.

3.3.2. КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ ТРАНСМИССИИ

При определении коэффициента полезного действия (КПД) трансмиссии учитывают гидравлические потери, вызванные взбалтыванием и разбрызгиванием масла в картерах коробки передач и ведущего моста, и механические потери, связанные с трением между зубьями шестерен, в подшипниковых узлах и в карданных шарнирах.

В общем случае КПД трансмиссии тр определяется по формуле:

где k, l, m и n — соответственно число пар цилиндрических шестерен внешнего зацепления (цш), внутреннего зацепления (цшв), конических шестерен (кш) и число карданных сочленений (кс), передающих крутящий момент от коленчатого В расчетах принимают: цш = 0,980. 0,985; цшв = 0,990; кш = 0,960. 0,975; кс = 0,990 [2,3].

При работе трансмиссии с полной нагрузкой, т. е. при работе двигателя по внешней скоростной характеристике, КПД трансмиссии имеет следующие значения:

грузовые автомобили повышенной проходимости — 0,80. 0,85.

Бльшие значения КПД трансмиссии относятся к прямой передаче в коробке передач автомобиля.

Основной движущей силой автомобиля является окружная сила Fк, приложенная к его ведущим колесам. Эта сила возникает в результате работы двигателя и вызвана взаимодействием ведущих колес и дороги. Окружную силу определяют как отношение момента на валах привода ведущих колес к радиусу ведущих колес при равномерном движении автомобиля.

Следовательно, для определения движущей силы автомобиля необходимо знать величину радиуса качения ведущего колеса. Так как на колесах автомобиля установлены эластичные пневматические шины, то величина радиуса качения колес во время движения изменяется.

Радиус качения характеризует путь, пройденный колесом за один оборот. Он соответствует радиусу такого фиктивного жесткого колеса, которое при отсутствии пробуксовыва-ния и проскальзывания имеет одинаковую с действительным колесом угловую к и поступательную Vx скорости качения.

Радиус качения колеса зависит от нормальной нагрузки, внутреннего давления воздуха в шине, окружной силы, коэффициента сцепления колеса с дорогой и поступательной скорости движения колеса при его качении.

Расчетный радиус качения rо вычисляется по формуле:

где Dн — наружный диаметр шины;

rст — статический радиус шины.

Значения Dн и rст определяются для легковых автомобилей по ГОСТ 4754-97 [4], а для грузовых автомобилей и автобусов — по ГОСТ 5513-97 [5].

Шины, предусмотренные указанными стандартами, имеют обозначение, выраженное в дюймах (1 дюйм = 25,4 мм), или смешанное, выраженное в миллиметрах и дюймах.

Примеры обозначения шины:

7,50R20 — шина радиальная обычного профиля;

315/80R22,5 — шина радиальная низкопрофильная;

7,50-20 — шина диагональная, где 7,50 и 315- обозначение ширины профиля шины соответственно в дюймах и миллиметрах;

20 и 22,5 — обозначение посадочного диаметра обода в дюймах;

80 — серия шины (отношение высоты Н к ширине В профиля шины в процентах).

Приближенно статический радиус шины rст можно определить по цифрам, указанным в обозначении шины [6]:

где d — посадочный диаметр обода, мм;

kш = Н/В (Н и В — высота и ширина профиля шины, мм);

см — коэффициент, учитывающий смятие шины под нагрузкой.

Для шин грузовых автомобилей и автобусов (кроме широкопрофильных) Н/В 1. Для легковых автомобилей, если шины имеют дюймовое обозначение, Н/В 0,95, если смешанное (миллиметрово-дюймовое) Н/В 0,80. 0,85. Если в обозначении шины указана ее серия, то отношение Н/В = серия 10 ; например, для шины, имеющей обозначение 295/60R22,5, отношение Н/В = 0,6, т. е. kш = 0,6.

Для шин грузовых автомобилей, автобусов, шин с регулируемым давлением (кроме широкопрофильных) и диагональных шин легковых автомобилей см = 0,85. 0,90, для радиальных шин легковых автомобилей см = 0,80. 0,85.

Расчетный радиус качения rо превышает статический rст на 2. 3 % в зависимости от скорости движения автомобиля (большие значения относятся к скоростям порядка 100 км/ч), т. е. rо (1,02. 1,03) • rст.

Результаты расчета Fк и V по формулам (3.11) и (3.14) для каждой из передач заносятся в табл. 3.1 и наносятся на график тяговой характеристики автомобиля (рис. 3.2).

В нижней части графика тяговой характеристики автомобиля (рис. 3.2) наносят кривую F = Ff + Fi, построенную для одного значения. При движении автомобиля по горизонтальной дороге, что предполагается при выполнении этой работы, F = Ff.

Сила сопротивления качению колес автомобиля Ff при движении автомобиля по горизонтальной дороге определяется в Н по формуле:

Коэффициент сопротивления качению f определяется экспериментально и, в основном, зависит от материала и конструкции шин, давления воздуха в них, твердости и состояния дорожного покрытия, сопротивления подвески деформациям при перекатывании колес через неровности дороги и режима движения автомобиля.

Коэффициент f изменяется в широких пределах: от 0,007. 0,012 на асфальто-бетонном или цементнобетонном покрытии в хорошем состоянии до 0,15. 0,30 на сухом песке.

Коэффициент f при увеличении скорости автомобиля возрастает. При номинальных нагрузках на колесо и давлениях воздуха в шине рост коэффициента f становится заметным при V= 15. 20 м/с (54. 72 км/ч). Значение коэффициента сопротивления качению в зависимости от скорости движения автомобиля V может быть определено по эмпирической формуле:

где f — коэффициент сопротивления качению при движении автомобиля с малой скоростью (рекомендуемое для расчета значение fo = 0,009);

V — скорость движения автомобиля, км/ч.

Значения f и соответствующие им значения Ff заносятся в табл. 3.1.

Кривую силы сопротивления воздуха Fв движению автомобиля строят, откладывая значения этой силы вверх от значений силы F, для соответствующих скоростей движения автомобиля (рис. 3.2). Кривая суммарного сопротивления F + Fв определяет величину окружной силы, необходимой для движения автомобиля с постоянной скоростью V = const.

Сила сопротивления воздуха Fв в Н рассчитывается по формуле:

где k — коэффициент сопротивления воздуха, Н•с /м ;

Ав — лобовая площадь автомобиля, т. е. площадь проекции автомобиля на плоскость, перпендикулярную его продольной оси, м ;

V — скорость движения автомобиля, м/с.

Передача Если скорость движения автомобиля V подставляется в формулу (3.20) в км/ч, то полученное значение Fв следует разделить на 3,62 13.

Лобовую площадь автомобиля (автопоезда) Ав достаточно точно можно вычислить по формуле [7, 8, 9]:

где С — коэффициент формы, равный для грузовых автомобилей, автопоездов и автобусов 1,0, а для легковых автомобилей — 0,89;

Hг и Bг — соответственно габаритные высота и ширина транспортного средства, м;

h — расстояние от бампера до поверхности дороги (для грузовых автомобилей и автопоездов принимается равным статическому радиусу колеса, т.е. h=rст),м;

n — максимальное число колес одного моста автомобиля (при односкатных задних Ориентировочные значения лобовой площади Ав и коэффициента сопротивления воздуха kв можно выбрать по табл. 3.2.

Значения силы сопротивления воздуха Fв в зависимости от скорости движения автомобиля V заносят в табл. 3.1.

Если при некоторой скорости V1 кривая Fк проходит выше кривой F + Fв, то ордината Fз, заключенная между этими кривыми, представляет собой нереализованную часть окружной силы или запас силы, который можно реализовать для преодоления повышенного дорожного сопротивления или разгона автомобиля.

3.3.6. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЯГОВОЙ

ХАРАКТЕРИСТИКИ АВТОМОБИЛЯ

С помощью графика тяговой характеристики (рис. 3.2) определяются основные показатели динамичности автомобиля при его равномерном движении:

1) максимальная скорость движения автомобиля Vmax.

Максимальную скорость Vmax определяют по абсциссе точки пересечения кривых F + Fв и окружной силы на высшей передаче Fк5 (рис. 3.2), т. к. при этом запас окружной силы, а, следовательно, и ускорение автомобиля равны нулю.

2) максимально возможная сила сопротивления дороги Fmax, которую может преодолеть автомобиль при заданной скорости.

Для определения Fmax = f(V1), преодолеваемой автомобилем со скоростью V1, нужно из ординаты Fк (точка “d”) вычесть значение силы сопротивления воздуха Fв (отрезок “bc”) при этой скорости. Сумма отрезков “ab + bc“ представляет в масштабе силу сопротивления дороги, которую может преодолеть автомобиль при равномерном движении. Максимально возможная сила сопротивления дороги, которую может преодолеть данный автомобиль, определяется на низшей передаче в коробке передач. Ее значение Fmax = Fкmax — Fв. При этом Fв соответствует скорости, при которой определяется Fкmax.

3) максимальная окружная сила Fкmax по сцеплению шин ведущих колес с дорогой F.

Предельное значение окружной силы ограничивается силой сцепления ведущих колес автомобиля с поверхностью дорожного покрытия F.

Если окружная сила меньше силы сцепления, то ведущие колеса катятся без пробуксовки. Если же Fк F, ведущие колеса пробуксовывают, и для движения используется лишь часть Рис. 3.2. Тяговая характеристика автомобиля силы, равная F. Остальная часть силы Fк вызывает ускоренное вращение колес, которое продолжается до тех пор, пока мощность, затрачиваемая на буксование, не уравновесит избыток мощности, подводимый к колесам:

где — сцепной вес автомобиля, т. е. сила тяжести, приходящаяся на ведущие колеса автоG Коэффициент сцепления зависит от типа и состояния дорожного покрытия, рисунка протектора, степени износа шин, внутреннего давления в них, а также от скорости движения и вертикальной нагрузки на колеса.

Для автомобильных шин, в зависимости от типа дорожного покрытия, изменяется от 0,1 до 0,8. При построении тяговой характеристики предполагаем, что автомобиль движется по горизонтальной дороге с сухим асфальто-бетонным покрытием, имеющим коэффициент сцепления = 0,8.

Чтобы учесть возможность буксования ведущих колес, надо, вычислив для заданного значения силу сцепления F по выражению (3.22), провести на графике (рис. 3.2) горизонталь. В зоне, расположенной ниже горизонтали, соблюдается условие Fк F. Зона же, находящаяся выше горизонтали, характеризует невозможность трогания автомобиля с места, а при движении — неизбежность остановки. Так, в данном случае, движение или трогание на 1-ой передаче возможно лишь со скоростью большей или равной V. Для движения без буксования со скоростью меньшей V на 1-ой передаче, необходимо уменьшить величину подачи топлива, отпустив педаль управления двигателем.

Все автомобили, в зависимости от осевой нагрузки, делятся на дорожные и внедорожные. Масса, приходящаяся на ось (осевая нагрузка) дорожных автомобилей, ограничена законодательствами всех стран. Осевые нагрузки на дорожное покрытие в странах Европы ограничены Директивой 96/53 ЕС [10], относящейся к национальным и международным перевозкам.

Согласно данной Директивы разрешены следующие осевые нагрузки:

Дорожные автомобили в зависимости от допустимой осевой нагрузки в странах СНГ подразделяются на две группы: 1 — группа А с осевой нагрузкой на одиночную ось до 98,1 кН (10 т); 2 — группа Б с осевой нагрузкой на одиночную ось до 58,8 кН (6 т).

Для внедорожных и легковых автомобилей нагрузка на одиночную ось не регламентируется.

Для грузовых автомобилей распределение нагрузок между осями зависит главным образом от того, для каких дорог они предназначены.

В соответствии с действующими строительными нормами и правилами СНиП 2.05.02- все дороги общего пользования транспортной сети СНГ делятся на 5 категорий. К числу технических показателей дорожных условий, позволяющих отнести дорогу к определенной категории, относятся: расчетная интенсивность движения АТС в сутки, расчетная скорость движения, число полос движения, ширина полосы движения, наибольшие продольные уклоны, наибольшая продольная видимость до остановки и до встречного автомобиля и наибольшие радиусы кривых в плане.

Дороги имеют покрытия четырех основных типов: 1 — капитальные (цементно-бетонные и асфальто-бетонные) для дорог I. III категорий; 2 — облегченные (асфальто-бетонные, дегтебетонные) для дорог III и IV категорий; 3 — переходные (щебеночные, гравийные) для дорог IV категории; 4 — низшие (из грунтов, укрепленных и улучшенных добавлениями) для дорог V категории [11].

Если в технических данных не указано распределение веса автомобиля по осям, то для определения силы тяжести, приходящейся на ведущие колеса автомобиля G, следует воспользоваться данными, приведенными в табл. 3.3.

4) критическая скорость Vкi движения автомобиля по условиям величины окружной силы на ведущих колесах и области устойчивого движения автомобиля при полной нагрузке двигателя.

Грузовые автомобили со сдвоенными шинами:

— с передним расположением двигателя и задним ведущим (0,52. 0,55) •Ga — с передним расположением двигателя и передним ведущим (0,43. 0,47) •Ga — с задним расположением двигателя и задним ведущим (0,56. 0,60) •Ga Абсциссы точек перегиба кривых окружной силы Fкi характеризуют критическую скорость движения автомобиля Vкi по условию развиваемой окружной силы. При движении со скоростью V Vкi (где i — номер передачи), случайное повышение сопротивления движению вызывает уменьшение скорости, но при этом одновременно увеличивается значение окружной силы Fкi на ведущих колесах. При движении же со скоростью V Vкi, увеличение сопротивления движению снижает скорость, что приводит к интенсивному снижению Fкi. Таким образом, скорость Vкi является границей, определяющей область устойчивого движения автомобиля при полной нагрузке двигателя. При V Vкi движение на i-ой передаче устойчиво, а при V Vкi движение неустойчиво.

5) скоростной диапазон автомобиля на i-ой передаче, определяемый по формуле:

где V — соответственно максимальная и критическая скорости при движении авmaxi и Vкi 6) силовой диапазон автомобиля на i-ой передаче:

где F -соответственно максимальное значение окружной силы и значение окружной силы при максимальной скорости в случае движения автомобиля на i-ой передаче.

Особыми точками тяговой характеристики автомобиля являются:

1. Максимальная скорость движения автомобиля Vmax;

2. Окружная сила Fкv при максимальной скорости Vmax;

3. Максимальная окружная сила на высшей передаче Fкnmax, где n — номер высшей передачи;

4. Максимальная окружная сила Fкmax, развиваемая на ведущих колесах автомобиля;

5. Минимальная устойчивая скорость движения автомобиля Vmin;

6. Окружная сила по сцеплению шин ведущих колес с дорогой F;

7. Критическая скорость движения автомобиля по условию величины окружной силы на высшей передаче Vкn;

8. Скоростной диапазон автомобиля на высшей передаче dVn;

9. Силовой диапазон автомобиля на высшей передаче dFn.

Значения особых точек тяговой характеристики автомобиля студент приводит в итоговой таблице 5.1.

3.4. МОЩНОСТНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АВТОМОБИЛЯ

Для анализа динамических свойств автомобиля можно вместо соотношения сил использовать сопоставление мощности Рк, подводимой к ведущим колесам, с мощностью, необходимой для преодоления сопротивления движению.

По аналогии с уравнением тягового (силового) баланса (3.9) уравнение мощностного баланса можно записать в виде:

Заменим обозначения мощностей их развернутыми выражениями:

или, с учетом приведенных в табл. 3.1 значений сил сопротивления движению:

Пользуясь внешней скоростной характеристикой двигателя или данными, приведенными в табл. 3.1, для каждой передачи строят зависимость Ре = f(V). На различных передачах одному и тому же значению ne соответствует скорость V тем меньшая, чем больше передаточное число трансмиссии Uтр. Поэтому кривые Ре = f(V) для различных передач при скоростях, соответствующих одинаковым ne (одним и тем же точкам), имеют одинаковые ординаты. Чем больше Uтр для включенной передачи, тем ближе к оси ординат располагается кривая Ре = f(V).

Затем для каждой передачи рассчитывают мощность, подводимую от двигателя к ведущим колесам автомобиля:

Заносят данные в соответствующие строки табл. 3.4 и строят зависимости Ркi = f(Vi) для каждой i-ой передачи (рис. 3.3).

В нижней части графика помещают характеристику Р = f(V), вверх от которой откладываются значения мощности Рв, затраченной на преодоление сопротивления воздуха. Данные мощности определяются из выражений:

Значения сил F и Fв для соответствующих скоростей берутся из табл. 3.1. Если размерность силы — Н, а скорости — м/с, то получаем значение мощности — Вт.

Результаты расчета сводятся в табл. 3.4.

Наибольшую скорость Vmax при полной подаче топлива автомобиль развивает на высшей передаче, когда мощность Рк5 = Р + Рв (рис. 3.3). Для равномерного движения по той же дороге со скоростью V1 (где V1 Vmax), водитель должен уменьшить подачу топлива.

Введем понятие о запасе мощности Рз, равном разности между мощностью, подведенной к ведущим колесам Рк при работе двигателя по внешней скоростной характеристике, и суммой мощностей сопротивления движению (Р + Рв) при равномерном перемещении.

Отрезок Рз (рис. 3.3) характеризует запас мощности, который может быть израсходован на разгон автомобиля или на преодоление увеличенного сопротивления дороги при движении автомобиля на высшей передаче со скоростью Vi.

Отношение мощности, необходимой для равномерного движения автомобиля (Р + Рв), к мощности Рк, которую развивает автомобиль при той же скорости Vi и полной подаче топлива называют степенью использования мощности двигателя и обозначают буквой И:

Чем лучше качество дорожного покрытия и меньше скорость автомобиля, тем меньше используемая мощность двигателя. На величину И влияет передаточное число трансмиссии Uтр. Автомобиль может двигаться со скоростью V2 (рис. 3.3) на 1-ой, 2-ой, 3-ей, 4-ой и 5-ой передачах. При этом величина Рк1 Рк2 Рк3 Рк4 Рк5, следовательно, и И5 И4 И И2 И1. Значения степени использования мощности двигателя И также заносят в табл. 3.4.

3.5. ДИНАМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АВТОМОБИЛЯ

Методы тягового (силового) и мощностного балансов затруднительно применять при сравнении тягово-динамических свойств автомобилей, имеющих различные снаряженные массы и грузоподъемность, так как при движении их в одинаковых условиях силы и мощности, необходимые для преодоления суммарного дорожного сопротивления, различны. От этого недостатка свободен метод решения уравнения движения с помощью динамической характеристики.

С этой целью воспользуемся безразмерной величиной D — динамическим фактором, равным отношению свободной силы тяги (Fк — Fв) к силе тяжести автомобиля Ga:

Передача 1, тр Графическое изображение зависимости динамического фактора от скорости движения автомобиля на различных передачах в коробке передач и полной нагрузке на автомобиль называют динамической характеристикой автомобиля, т. е. D = f(V).

Для расчета динамического фактора D по формуле (3.27) и построения динамической характеристики используют значения Fк и Fв в функции скорости движения автомобиля V на различных передачах, приведенные в табл. 3.1. В эту же таблицу для различных передач в функции скорости записывают значения динамического фактора.

Динамическая характеристика автомобиля приведена на рис. 3.4.

Чтобы связать динамический фактор с условиями движения автомобиля, перенесем в уравнении силового баланса (3.9) силу сопротивления воздуха Fв в левую часть уравнения:

и разделим обе части полученного равенства на силу тяжести автомобиля Ga.

Учитывая, что Ga = ma • g, где g — ускорение свободного падения, м/с, запишем:

3.5.1. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКОЙ

ХАРАКТЕРИСТИКИ АВТОМОБИЛЯ

По динамической характеристике можно судить о тягово-скоростных свойствах автомобиля. С этой целью по графику (рис. 3.4) определяются:

Рис. 3.4. Динамическая характеристика автомобиля 1) максимальная скорость движения автомобиля Vmax.

Принимая во внимание, что при Vmax (dV/dt) = 0, из уравнения (3.28) получим D =.

Следовательно, Vmax определяется в заданном масштабе абсциссой точки пересечения кривых D = f(V) на высшей передаче и = f(V). В общем случае кривая = f(V) является квадратичной параболой, т. к. = fv + i. Динамическая характеристика автомобиля строится в предположении, что автомобиль движется по горизонтальной дороге, т. е. i = 0 и = fv. Динамический фактор при Vmax обозначим через Dv (рис. 3.4).

2) максимальное дорожное сопротивление, преодолеваемое автомобилем на высшей передаче Fnmax.

Ординаты точек перегиба кривых Dimax определяют imax на каждой из передач.

Максимальный динамический фактор автомобиля Dmax (рис. 3.4) определяет максимальное значение коэффициента дорожного сопротивления, преодолеваемого автомобилем при установившемся движении.

Максимальный динамический фактор на высшей передаче Dnmax, где n — номер высшей передачи, определяет диапазон дорожных сопротивлений, преодолеваемых автомобилем без перехода на низшие передачи.

Следовательно, для определения максимального дорожного сопротивления, преодолеваемого автомобилем на высшей передаче Fnmax необходимо по графику динамической харак-теристики найти Dnmax и определить Fnmax по формуле:

3) максимальный подъем imax, преодолеваемый автомобилем на данной передаче.

Если известна величина сопротивления качению автомобиля в функции скорости его движения f v, то по разности (Di max f v ) можно определить максимальный уклон, преодоле ваемый автомобилем на данной передаче, т. е.

4) критическая скорость движения автомобиля по условиям величины окружной силы Vкi и область устойчивого движения автомобиля при полной нагрузке двигателя.

Абсциссы точек перегиба кривых динамического фактора Vкi характеризуют критическую скорость движения автомобиля по условиям величины окружной силы на ведущих колесах. При движении автомобиля на i-ой передаче со скоростью V Vкi, случайное повышение сопротивления движению вызывает уменьшение скорости, но при этом одновременно увеличивается значение динамического фактора Di. При движении же со скоростью V Vкi, увеличение сопротивления движению снижает скорость автомобиля, что приводит к интенсивному уменьшению Di. Таким образом, скорость Vкi является границей, определяющей область устойчивого движения автомобиля при полной нагрузке двигателя. При V Vкi — движение устойчиво, при V Vкi — движение неустойчиво.

5) зона движения автомобиля без буксования ведущих колес.

Максимальное значение окружной силы на ведущих колесах Fк ограничено сцеплением шин с поверхностью дорожного покрытия, т. е. ограничено силой F = •G. Поскольку максимальная окружная сила имеет место при движении автомобиля с малой скоростью, при подсчете динамического фактора, ограниченного сцеплением D, в выражении (3.27) пренебрегают силой сопротивления воздуха:

Отношение G / Ga называют коэффициентом сцепного веса. Этот коэффициент показывает, какая доля веса автомобиля приходится на ведущие колеса. С увеличением коэффициента сцепного веса автомобиля повышается его проходимость.

6) условие безостановочного движения.

Учитывая формулы (3.28) и (3.30), получим условие безостановочного движения автомобиля, выраженное в динамических факторах:

Особыми точками динамической характеристики автомобиля являются:

1. Максимальная скорость движения автомобиля Vmax;

2. Динамический фактор при максимальной скорости движения автомобиля Dv;

3. Максимальный динамический фактор на высшей передаче Dnmax, где n — номер выcшей передачи;

4. Максимальный динамический фактор автомобиля Dmax;

5. Максимальное дорожное сопротивление, преодолеваемое автомобилем на высшей пе-редаче Fnmax;

6. Максимальный подъем, преодолеваемый автомобилем на высшей передаче inmax;

7. Минимальная устойчивая скорость движения автомобиля Vmin на низшей передаче;

8. Динамический фактор по сцеплению шин с поверхностью дорожного покрытия D;

9. Критическая скорость движения автомобиля на высшей передаче Vкn;

10. Скоростной диапазон автомобиля на высшей передаче: dVn = Vmax / Vкn;

11. Силовой диапазон автомобиля на высшей передаче: dDn = Dnmax / Dv.

Значения особых точек динамической характеристики автомобиля студент приводит в итоговой таблице 5.2.

Время равномерного движения автомобиля обычно невелико по сравнению с общим временем его работы. При эксплуатации в городах автомобили движутся равномерно всего 15 времени, 40 — 45 % — ускоренно и 30 — 40 % — замедленно.

Показателем динамических свойств автомобиля при разгоне служит интенсивность разгона или приемистость автомобиля.

Приемистость (интенсивность разгона) автомобиля характеризует его способность быстро трогаться с места и увеличивать скорость движения. Это свойство автомобиля имеет особенно большое значение в условиях городского движения при частых остановках и троганиях с места, а также характеризует быстроту осуществления обгонов в условиях загородного движения. Интенсивность разгона автомобиля измеряется величиной его ускорения.

Ускорение автомобиля определяют экспериментально или рассчитывают применительно к горизонтальной дороге с твердым покрытием хорошего качества при условии максимального использования мощности двигателя и отсутствии буксования колес.

Трогание автомобиля с места кратковременно и определяется преимущественно индивидуальными особенностями водителя. Поэтому считают, что разгон начинается с минимальной скорости Vmin (рис. 3.5) на передаче, с которой происходит трогание автомобиля с места.

Минимальное значение скорости Vmin соответствует минимальным устойчивым оборотам коленчатого вала двигателя nemin. В интервале скоростей 0 — Vmin автомобиль трогается с места при пробуксовке сцепления и постепенном увеличении подачи топлива.

Величину ускорения в м/с находят из уравнения (3.28), связывающего значение динамического фактора с условиями движения автомобиля. Обозначив в этом уравнении dV / dt через ах, и, учитывая, что для горизонтальной дороги = fv, запишем:

где g — ускорение свободного падения (g = 9,81 м/c ).

При этом значения динамического фактора Di и соответствующие им значения коэффициентов сопротивления качению fv в функции скорости автомобиля на каждой из передач берутся из табл. 3.1.

Для расчета коэффициента учета вращающихся масс автомобиля, если известны моменты инерции вращающихся масс маховика, приведенных к нему подвижных деталей двигателя, и колес автомобиля, используется формула (3.2).

Выражение (3.2) можно переписать в виде:

Для одиночных автомобилей при = 2 = 0,04.

Для автопоезда массой mап и числом колес nап при массе автомобиля-тягача mт и числе его колес nт:

Определив для каждой передачи коэффициент учета вращающихся масс, рассчитывают ускорения ах на каждой из передач для выбранных ранее точек. Результаты расчета заносят в табл. 3.1 и строят график ускорений автомобиля на передачах (рис. 3.5) в зависимости от скорости его движения.

У легковых автомобилей при максимальной скорости Vmax ускорение, как правило, равно нулю, так как запас мощности при этом отсутствует. У грузовых автомобилей при Vmax имеется запас мощности, но он для разгона не используется, так как срабатывает ограничитель оборотов двигателя. У грузовых автомобилей и автобусов максимальное ускорение ахmax на 1-ой передаче может быть ниже, чем на 2-ой или примерно одинаковым. Это объясняется большой величиной передаточного числа трансмиссии на этих передачах, вследствие чего резко увеличивается коэффициент учета вращающихся масс автомобиля.

Важнейшими точками характеристики ускорений автомобиля являются:

1. Максимальное ускорение ахmax;

2. Скорость автомобиля при максимальном ускорении Vaxmax;

3. Максимальное ускорение на высшей передаче axnmax;

4. Скорость автомобиля на высшей передаче при максимальном ускорении Vaxnmax.

5. Максимальная скорость движения автомобиля Vmax.

Значения важнейших точек характеристики ускорений автомобиля студент приводит в итоговой таблице 5.3.

Более удобными и наглядными оценочными измерителями интенсивности разгона автомобиля являются время t и путь S разгона автомобиля в заданном интервале скоростей. Эти параметры могут быть определены экспериментально или расчетным путем.

При расчете принимаются некоторые допущения. Так, у автомобиля с механической трансмиссией при трогании с места и переключении передач некоторое время передача крутящего момента от двигателя к ведущим колесам происходит с пробуксовкой сцепления. В расчетах этим процессом пренебрегают, и считают, что после включения передачи к колесам сразу же передается мощность двигателя, соответствующая полной подаче топлива. Kроме того, считают, что в каждый момент времени к колесам подводится мощность, определяемая по внешней скоростной характеристике двигателя для частоты вращения, соответствующей скорости движения разгоняющегося автомобиля.

Время и путь разгона автомобиля рассчитывают в предположении, что он разгоняется по ровной горизонтальной дороге при полной подаче топлива на участке длиной 2000 м (ГОСТ 22576-95. АТС. Скоростные свойства. Методы испытаний).

3.6.2.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕНИ РАЗГОНА АВТОМОБИЛЯ Трогание с места начинают на передаче, обеспечивающей максимальное ускорение. Для определения наиболее интенсивного разгона в расчет вводят ускорения, соответствующие максимально допустимой скорости движения автомобиля на данной передаче (кривая аoбвгдеж на рис. 3.6). Рисунок 3.6 является вспомогательным и в пояснительной записке или контрольной работе студентом не приводится.

Время разгона автомобиля на k-ой передаче от скорости Vmink до скорости Vmaxk находят, исходя из следующих соотношений:

Интегрирование последнего выражения производят численным методом.

С этой целью кривые ускорения на каждой из передач разбивают на 5-6 одинаковых интервалов (рис. 3.6). Предполагается, что в интервале скорости:

где Vi и Vi+1 — значения скоростей соответственно в начале и конце интервала в м/с, ным полусумме ускорений ai и ai+1 соответственно в начале и конце этого интервала, т. е.

Для повышения точности расчета интервал скоростей выбирают равным 3. 5 км/ч на низшей передаче, т. е. на передаче, с которой происходит трогание автомобиля с места, 5. км/ч — на промежуточных и 10. 15 км/ч — на высшей передаче.

Время движения автомобиля ti в секундах, за которое его скорость вырастает на величину Vi, определяется по закону равноускоренного движения:

Общее время разгона автомобиля на k-ой передаче от скорости Vmink до Vmaxk, при которой начинается переключение на (k+1)-ую передачу, находят суммированием времен разгона в интервалах, т. е.

где n — число интервалов скоростей на k-ой передаче.

По накопленным значениям ti, определенным для различных скоростей, строят кривую времени разгона на k-ой передаче, начиная ее со скорости Vmink. Для передачи, на которой происходит трогание автомобиля с места в начальный момент при t=0 скорость автомобиля принимается равной Vmin (рис. 3.7).

Исходные данные и результаты расчета сводят в таблицу 3.5.

Эта таблица содержит данные, относящиеся к одной из передач. Подобные таблицы заполняются для построения графика времени и пути разгона автомобиля на всех передачах. Обозначения, приведенные в табл. 3.5, соответствуют обозначениям, указанным на рис. 3.6 и 3.7.

В 1-ю строку таблицы записывают значения скоростей Vi в км/ч, соответствующие границам интервалов. В рассматриваемом случае число границ i изменяется от 0 до 6, т.е. i = 0, 1, 2. 6. Во 2-ю строку заносятся те же скорости, но в размерности м/с. В 3-ю строку — разность между значениями скоростей в конце и начале интервала. В 4-ю — значения ускорений ai в м/с ;

в 5-ю — средние значения ускорений аiср в интервале, определяемые по формуле (3.35); в 6-ю время прохождения автомобилем i-го интервала ti в с, которое определяется по формуле (3.36). Суммируя слева направо полученные значения ti, определяем общее время разго-на в интервалах и на заданной передаче в целом, результаты заносим в 7-ю строку таблицы.

По данным 1-ой и 7-ой строк табл. 3.5 строится зависимость скорости движения автомобиля от времени разгона на передаче, т. е. V = f(t) (рис. 3.7 и 3.8).

После достижения автомобилем оптимальной по ускорению скорости на k-ой передаче производится переключение на смежную высшую ступень в коробке передач. Значение скорости, до которой следует разгоняться на k-ой передаче, зависит от характера протекания ускорения на данной передаче и смежной с ней высшей. Если кривые ускорений на смежных передачах пересекаются (точки б, в и г на рис. 3.6), то в качестве скорости, соответствующей началу переключения на смежную высшую передачу, принимается скорость, при которой происходит это пересечение. Если кривые ускорений на смежных передачах не пересекаются (точки д и е на рис. 3.6), то скорость, при которой начинается переключение, соответствует максимально возможной скорости на данной передаче Vmaxk.

Во время переключения передач с разрывом потока мощности автомобиль движется накатом. Время переключения передач зависит от квалификации водителя, конструкции коробки передач и типа двигателя. Время движения автомобиля при нейтральном положении в коробке передач tп для автомобилей с карбюраторным двигателем находится в пределах 0,5. 1,5 с, а с дизельным — 0,8. 2,5 с. При расчетах обычно принимают tп = 1 с.

В процессе переключения передач скорость автомобиля уменьшается. Величину уменьшения скорости Vп за время движения автомобиля накатом в процессе переключения передач, можно найти, решая уравнение силового баланса:

Рис. 3.6. К построению характеристики времени и пути разгона автомобиля При движении автомобиля накатом окружная сила на ведущих колесах Fк = 0; так как автомобиль движется по горизонтальной дороге, то сила сопротивления подъему Fi = 0.

Пренебрегая сопротивлением воздуха за время переключения передач, т. е. принимая Fв = 0, окончательно получим:

Так как автомобиль движется накатом, т. е. с замедлением, то сила сопротивления разгону Fj принимает отрицательное значение.

Следовательно, можно записать, что или в развернутом виде:

где н — коэффициент учета вращающихся масс автомобиля при его движении накатом.

н определяется по формуле (3.4) или может быть принят равным 1,03. 1,05.

Считаем, что за время переключения передач сила сопротивления качению автомобиля не изменяется, т. е. коэффициент сопротивления качению f остается постоянным и равным принятому.

Значения времени переключения tпk с k-ой на (k+1)-ую передачу и падения скорости Vпk, происшедшее за это время, заносятся соответственно в 8-ю и 9-ю строку табл. 3.5 и наносятся на график разгона автомобиля.

3.6.2.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПУТИ РАЗГОНА АВТОМОБИЛЯ Путь разгона автомобиля S за время t определяется выражением:

Этот интеграл также вычисляется численными методами. При равноускоренном движении в интервале скоростей Vi, автомобиль движется со средней скоростью и проходит путь Путь разгона автомобиля до заданной скорости определяется суммированием элементарных путей Si на каждом интервале скоростей Vi.

Общий путь разгона автомобиля на k-ой передаче от скорости Vmink до скорости Vmaxk находят суммированием пути разгона в интервалах, т. е.

где n — число интервалов на k-ой передаче.

Значения средних скоростей Viср в интервалах и пути, проходимого автомобилем Si, при заданном приращении скорости заносят соответственно в 10-ую и 11-ую строки табл. 3.5.

Значения наращиваемого пути разгона в интервалах и передаче в целом помещают в строку 12 указанной таблицы.

По данным 1-ой и 12-ой строк строится зависимость скорости автомобиля от пути разгона на передаче, т. е. V = f(S) (рис. 3.7 и 3.8).

Путь Sпk, пройденный автомобилем за время переключения tпk с k-ой на (k+1) передачу, определяется по формуле:

где скорость Vmaxk, при которой начинается переключение на смежную высшую передачу, и скорость Vпk, которая теряется за время переключения передач, выражены в км/ч, а время переключения передач tпk в секундах.

Значение пути Sпk, пройденного автомобилем за время переключения передач, заносится в 13-ую строку табл. 3.5 и наносится на график разгона автомобиля (рис. 3.8).

В качестве минимальной (начальной) скорости, с которой начинается разгон на последующей (k+1)-ой передаче, принимается скорость Vmin(k+1) (рис. 3.6), определяемая по выражению:

Для определения пути и времени разгона на (k+1)-ой передаче на графике ускорений участок графика от Vmin ( k +1) до Vmax ( k +1) (рис. 3.6) разбивается на 4 6 интервалов. Значения скоростей и ускорений, соответствующие границам интервалов, записываются в таблицу, аналогичную табл. 3.5. Последующий расчет проводится в том же порядке, что и на предыдущей передаче.

При построении графика времени и пути разгона автомобиля на высшей передаче правая граница последнего интервала, на которые разбита кривая ускорений на высшей передаче, соответствует максимальной скорости движения автомобиля Vmax.

Если при прохождении автомобилем 2000 м максимальная скорость движения на высшей передаче Vmax не достигнута, то определяется скорость прохождения 2000 метровой отметки V2000. Для этой цели используется формула линейной интерполяции:

где V и S — скорость и путь, при прохождении которого автомобиль преодолевает отметку, соответствующую началу последнего интервала, т. е. его левую границу;

— путь, на котором автомобиль разгоняется до максимальной скорости.

При этом должно соблюдаться условие:

Далее, зная скорость прохождения автомобилем 2000 метровой отметки, определяется по графику (рис. 3.5) ускорение, развиваемое автомобилем при этой скорости, и рассчитывается время прохождения автомобилем 2000 метровой отметки t2000. Данные подставляются в таблицу, аналогичную табл. 3.5.

Если автомобиль развивает максимальную скорость Vmax на участке, не превышающем 2000 м, то время прохождения 2000 метровой отметки определяется по формуле:

где tv — время, за которое автомобиль разгоняется до максимальной скорости.

Значение максимальной скорости автомобиля Vmax подставляется в формулу (3.45) в км/ч.

Для построения графика разгона автомобиля время и путь разгона на последующей переда-че прибавляется к соответствующим значениям на предыдущей передаче, т. е.

где nj — число интервалов, на которое разбита кривая ускорения на j-ой передаче (j=1,k);

k — число ступеней в коробке передач, на которых производится разгон автомобиля.

Образец скоростных характеристик времени и пути разгона автомобиля показан на рис.

пере- стро- метр ность дачи ки Рис. 3.8. Скоростные характеристики времени и пути разгона автомобиля

3.6.3. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК

ВРЕМЕНИ И ПУТИ РАЗГОНА АВТОМОБИЛЯ

По скоростной характеристике разгона определяются следующие оценочные измерители тягово-скоростных свойств автомобиля:

1) условная максимальная скорость Vymax в км/ч.

Данная скорость определяется как средняя скорость прохождения автомобилем последних 400 м двухкилометрового участка:

где t2000 и t1600 — время разгона автомобиля на участках протяженностью соответственно 2) время разгона автомобиля t400 и t1000 на участках протяженностью 400 м и 1000 м;

3) время разгона tз до заданной скорости Vз:

100 км/ч — для автотранспортных средств полной массой менее 3,5 т;

80 км/ч — для грузовых автомобилей, автобусов (кроме городских) полной массой 60 км/ч — для городских автобусов.

Значения указанных оценочных измерителей автомобиля сводятся в итоговую табл. 5.4.

4. ОЦЕНКА ТОПЛИВНО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ АВТОМОБИЛЯ

Топливной экономичностью автомобиля называют совокупность свойств, определяющих расход топлива при выполнении автомобилем транспортной работы в различных условиях эксплуатации.

В Республике Беларусь добывается ежегодно около 2 млн. тонн нефти, что составляет всего лишь 10 % необходимого объема. Топливная экономичность автомобилей имеет большое значение для экономики страны в целом, так как автомобильный транспорт потребляет более % сжигаемого в Республике Беларусь жидкого топлива, получаемого из нефти, а его стоимость составляет в среднем 25 % себестоимости транспортных работ. Повышение топлив-ной экономичности автомобилей приводит не только к экономии топлива, снижению себе-стоимости перевозок, но и к снижению экологической опасности автотранспортных средств.

Топливная экономичность в основном зависит от конструкции автомобиля и условий его эксплуатации. Она определяется степенью совершенства рабочего процесса в двигателе, коэффициентом полезного действия и передаточным числом трансмиссии, соотношением между снаряженной и полной массой автомобиля, интенсивностью его движения, а также сопротивлением, оказываемым движению автомобиля окружающей средой.

4.1. ОЦЕНОЧНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ТОПЛИВНОЙ ЭКОНОМИЧНОСТИ

Источником энергии для движения автотранспортного средства (АТС) является установленный на нем двигатель. Поэтому топливная экономичность АТС в значительной мере определяется такими показателями двигателя, как часовой расход топлива Gт, кг/ч — масса топлива, расходуемого за один час работы двигателя, и удельный расход топлива ge, г/(кВт• ч) — масса топлива, расходуемого в час на единицу мощности двигателя.

Основным измерителем топливной экономичности автомобиля в странах СНГ и большинстве европейских стран является расход топлива в л на 100 км пройденного пути или путевой расход топлива Qs, л/100 км.

Для оценки эффективности использования топлива при выполнении транспортной работы используют расход топлива в л на единицу транспортной работы (100 т• км) Qw, л/(100 т • км), т. е. отношение фактического расхода топлива к выполненной транспортной работе.

В США и Соединенном Королевстве (Великобритания и Северная Ирландия) наряду с путевым расходом топлива используют обратный измеритель — длину пробега на единицу объема израсходованного топлива. За единицу пути принимают милю, а за единицу объема жидкости – галлон. Учитывая, что 1 миля = 1,609 км, 1 галлон США = 3,785 л, а 1 галлон британский = 4,546 л, перевод расхода топлива из одной системы в другую осуществляется по соотношениям:

mpg(US) и mpg(UK) — путь в милях, проходимый автомобилем при расходовании 1 галлона Согласно ГОСТ 20306-90 “АТС. Топливная экономичность. Методы испытаний” оценочными показателями топливной экономичности служат:

1) контрольный расход топлива;

2) расход топлива в магистральном цикле на дороге;

3) расход топлива в городском цикле на дороге;

4) расход топлива в городском цикле на стенде;

5) топливная характеристика установившегося движения;

6) топливно-скоростная характеристика на магистрально-холмистой дороге.

Эти оценочные показатели не имеют нормированных значений, их используют при сравнительной оценке уровня топливной экономичности с зарубежными аналогами и косвенной оценки технического состояния автомобилей.

1. Контрольный расход топлива определяют для всех категорий АТС при движении по прямой горизонтальной дороге протяженностью 1000 м и более на высшей передаче с выдерживанием заданной скорости с точностью ± 2 км/ч.

В зависимости от типа АТС и максимальной скорости устанавливаются следующие значения заданных скоростей движения VQк:

40 и 60 км/ч — для городских автобусов и полноприводных автомобилей полной массой свыше 3,5 т;

60 и 80 км/ч — для грузовых автомобилей, грузопассажирских (включая полноприводные), автобусов спецназначения, междугородных и международных, 90 и 120 км/ч — для легковых автомобилей (включая полноприводные), автобусов и Если максимальная скорость менее 120 км/ч, то расход топлива при 120 км/ч не определяют. Если максимальная скорость меньше заданной или превышает ее на 5 км/ч, то скорость следует задать ближайшую меньшую кратную 10.

2. Расход топлива в магистральном цикле на дороге измеряют для АТС всех категорий, кроме городских автобусов, пробегом по измерительному участку с соблюдением режимов движения, заданных операционной картой (табл. 4.1) и схемой цикла (рис. 4.1).

3. Расход топлива в городском цикле на дороге оценивают для АТС всех категорий, кроме магистральных автопоездов, междугородних и туристских автобусов, так же как расход топлива в магистральном цикле на дороге. Отличием являются только характеристики операций по операционной карте и схема цикла.

4. Расход топлива в городском цикле на стенде определяется только для АТС полной массой менее 3,5 т. Испытания проводят на стенде с беговыми барабанами по ездовому циклу в соответствии с картой и схемой цикла.

5. Топливная характеристика установившегося движения определяется при движении АТС на высшей передаче, начиная от максимальной скорости движения до минимальной. Все скорости (кроме максимальной и минимальной) задаются кратными 10 и контролируют по спидометру. Скорости движения следует задавать через 20 км/ч для легковых автомобилей и через 10 км/ч для АТС всех других типов.

6. Топливно-скоростная характеристика на магистрально-холмистой дороге определяется на участке длиной 13. 15 км, имеющем переменный продольный профиль с чередующимися подъемами и спусками длиной до 600. 800 м и продольными уклонами до 4 %; радиусы кривых в плане не менее 1000 м.

Удельный расход топлива ge связан с часовым расходом топлива Gт соотношением:

Здесь часовой расход топлива выражен в кг/ч, а мощность двигателя, установленного на автомобиле, Ре — в кВт.

Операционная карта, регламентирующая движение грузовых автомобилей и автопоездов полной массой свыше 3,5 т и междугородных автобусов операции пути, м 2 Нуль В момент пересечения отметки “нуль” (начало мерного участка) включение одновременно приборов, измеряющих время движения и 4 50 — 300 Разгон до скорости 50 км/ч и движение с этой скоростью 5 300 — 1000 Разгон до скорости 70 км/ч и движение с этой скоростью 6 1000 — 1300 Замедление двигателем до скорости 50 км/ч 7 1300 — 1400 Движение со скоростью 50 км/ч 8 1400 — 2200 Разгон до скорости 70 км/ч и движение с этой скоростью 9 2200 — 2700 Разгон до скорости 75 км/ч и движение с этой скоростью 10 2700 — 2900 Замедление двигателем до скорости 65 км/ч 11 2900 — 3500 Движение со скоростью 65 км/ч 12 3500 — 3850 Замедление двигателем до скорости 45 км/ч 13 3850 — 4000 Движение со скоростью 45 км/ч 14 В момент пересечения отметки 4000 м выключение измерительных приборов 15 Занесение результатов измерений в протокол испытаний Рис. 4.1. Схема магистрального цикла на дороге для грузовых автомобилей где Рк — мощность, подведенная к ведущим колесам;

тр — к.п.д. трансмиссии.

Выразим часовой расход топлива в л/ч. Для этого разделим формулу (4.1) на плотность топлива т, имеющую размерность кг/м ; учитывая, что 1 м = 1000 л, получим:

Чтобы определить путевой расход топлива Qs, разделим последнее выражение на скорость автомобиля V, выраженную в км/ч. Это приводит к получению расхода топлива в л на км пробега; умножаем на 100, чтобы получить расход топлива в л/100 км пробега, т. е. путевой расход топлива:

Подставив вместо Рк составляющие, на которые расходуется мощность, подведенная к ведущим колесам, окончательно получим:

Выражение (4.2) называют уравнением расхода топлива. Пользуясь этим выражением, можно найти путевой расход топлива для заданных режимов движения, если известна зависимость удельного расхода топлива от мощности двигателя и его оборотов, т. е. ge = f(Pe, ne). Эту зависимость можно определить из нагрузочных характеристик двигателя, которые представляют собой графики Gт = f(Pe) и ge = f(Pe) при ne = const. Указанные зависимости строят для установившегося режима работы двигателя. При отсутствии этих зависимостей для определения расхода топлива пользуются различными приближенными методами.

В задании предлагается, пользуясь уравнением расхода топлива, построить топливную характеристику установившегося движения автомобиля.

4.3. ТОПЛИВНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА УСТАНОВИВШЕГОСЯ

ДВИЖЕНИЯ

Топливная характеристика установившегося движения — это зависимость путевого расхода топлива Qs от установившейся скорости V при движении автомобиля по ровной горизонтальной дороге на высшей передаче в коробке передач.

Статистической обработкой топливно-экономических характеристик двигателей внутреннего сгорания установлено, что удельный расход топлива ge, входящий в выражение (4.2), определяется удельным расходом топлива при максимальной мощности двигателя gер, степенью использования мощности двигателя И и степенью использования частоты вращения Е, т. е.

где kИ и kE — коэффициенты, зависящие соответственно от степени использования мощности и частоты вращения двигателя.

Степень использования мощности двигателя И определяется по выражению (3.26).

Степень использования частоты вращения двигателя Е определяется отношением текущего значения частоты вращения двигателя ne к частоте вращения при максимальной мощности np, т. е.:

или где Vij — i-ое значение скорости движения автомобиля на j-ой передаче;

Vpj — скорость движения автомобиля на j-ой передаче при максимальной мощности двигателя.

Зависимости kИ = f(И) и kE = f(E) при сравнительных расчетах могут быть найдены из выражений:

— для дизельных двигателей:

— для карбюраторных двигателей:

— для двигателей обоих типов:

Удельный расход топлива двигателем при максимальной мощности gep обычно на 5.

10 % больше минимального удельного расхода топлива gemin. Последний зависит от типа и конструктивных особенностей двигателя и составляет 260. 310 г/(кВт• ч) — для карбюраторных двигателей и 195. 230 г/(кВт• ч) — для дизельных. При приближенных расчетах принимают средние цифры.

С энергетической точки зрения режим движения автомобиля при установившейся скорости характеризуется двумя уже известными параметрами: степенью использования мощнос-ти И и частоты вращения Е двигателя. При расчетах эти параметры могут быть определены, как графо-аналитическим методом с использованием графика мощностного баланса на высшей передаче (рис. 3.3 и рис. 4.2), так и с помощью расчетных формул (3.26), (4.4) или (4.5).

В обоих случаях все скорости, кроме минимальной и максимальной, задают кратными 10.

Рассмотрим первый случай. На графике (рис. 4.2) показано изменение мощности на валу двигателя Ре, мощности, подведенной к ведущим колесам Рк, мощности, расходуемой на преодоление сопротивления дороги Р и сопротивления воздуха Рв в зависимости от скорости движения автомобиля V.

При установившемся режиме движения, например, со скоростью Vi, двигатель затрачивает мощность при передаче ее через трансмиссию (отрезок А3), на преодоление сопротивления воздуха (отрезок А2) и сопротивление дороги (отрезок А1). Мощность, которую мог бы развивать двигатель в приведении к ведущим колесам при данной скорости движения автомобиля, определяется отрезком В. Следовательно, степень использования мощности двигателя в данном случае равна: И = (А1+ А2) / В, а степень использования частоты вращения определяется отношением отрезков С и D, т. е. Е = С / D.

Во втором случае, при построении графика топливной характеристики установившегося движения для заданной скорости автомобиля на высшей передаче определяются:

1) обороты двигателя nei, соответствующие заданной в км/ч скорости Vi, и вычисляемые с учетом формулы (3.14) по выражению:

где Uтр,в — передаточное число в трансмиссии автомобиля на высшей передаче;

2) значения эффективной мощности на валу двигателя Pei (по формуле (3.5)), соответствующие полученным оборотам двигателя nei;

3) значения мощности, передающейся в трансмиссию автомобиля Реi (3.7);

4) значения мощности, подводимой к ведущим колесам автомобиля Pкi на высшей передаче (по формуле (3.24));

5) значения мощностей, затрачиваемых на преодоление сил дорожного сопротивления Pi и сопротивления воздуха Рвi (по формулам (3.25) с учетом соответственно формул (3.18) и (3.20));

6) значения степени использования мощности Иi и частоты вращения двигателя Еi по формулам:

Рис. 4.2. Мощностная характеристика автомобиля на высшей передаче в КП Далее, вне зависимости от вида расчета, определяются коэффициенты, зависящие от степени использования мощности двигателя kИ по формулам (4.6) или (4.7) и частоты вращения двигателя kE по формуле (4.8).

Таким образом, если мощности задаются в кВт, то путевой расход топлива при постоянных скоростях движения автомобиля Vi на высшей передаче находится с учетом формул (4.2) и (4.3) по выражению:

Если отсутствуют сведения о плотности применяемого топлива, можно считать для бензина т = 750 кг/м, а для дизельного топлива т = 820 кг/м.

Расчеты целесообразно выполнять, внося данные в табл. 4. В табл. 4.2 скорости автомобиля V1 = Vmin, a Vn = Vmax на высшей передаче.

По данным табл. 4.2 строится топливная характеристика установившегося движения автомобиля (рис. 4.3).

По графику топливной характеристики установившегося движения определяют контрольный расход топлива Qк и эксплуатационный расход топлива Qэ; их значения заносятся в итоговую табл. 5.5.

Контрольный расход топлива определяется в соответствии с пунктом 4.1настоящего пособия.

При определении эксплуатационного расхода топлива исходят из того факта, что при неустановившемся движении автомобиля по дорогам с асфальто-бетонным покрытием расход топлива оказывается на 10. 15 % выше, чем расход, определенный по топливной характеристике установившегося движения при скорости, составляющей 2/3 от наибольшей для автомобилей с карбюраторным двигателем и 3/4 — для автомобилей с дизельным двигателем.

Определяя значение максимальной эксплуатационной скорости Vэ max на высшей пере даче, следует учитывать ограничение максимальной скорости автомобиля Правилами дорожнопдд го движения Vmax, оказывающее влияние на значение максимальной эксплуатационной ско рости автомобиля Vэ.

В данном случае скорость ограничения, задаваемая Правилами дорожного движения Vmax, принимается в качестве максимальной эксплуатационной скорости Vэ.

В соответствии с Правилами дорожного движения вне населенных пунктов разрешается движение:

1) легковым автомобилям, а также грузовым автомобилям полной массой не более 3,5 т на автомагистралях — со скоростью не более 110 км/ч, на остальных дорогах — не более 90 км/ч;

2) междугородным, туристским и особо малым автобусам на всех дорогах — не более км/ч;

3) остальным автобусам, грузовым автомобилям полной массой более 3,5 т на автомагистралях — не более 90 км/ч, на остальных дорогах — не более 70 км/ч.

Таким образом, для определения эксплуатационного расхода топлива Qэ при движении автомобиля на высшей передаче по дороге с асфальто-бетонным покрытием:

1) задаемся максимальным значением скорости движения в соответствии с Правилами дорожного движения Vmax (в зависимости от типа транспортного средства );

Vэ = • Vэ max или Vэ = • Vэ max (в зависимости от типа двигателя);

2) определяем эксплуатационную скорость:

3) по графику топливной характеристики установившегося движения (рис. 4.3) для эксплуатационной скорости Vэ определяем расход топлива QVэ;

л/100 км Рис. 4.3. Топливная характеристика установившегося движения 4) вычисляем эксплуатационный расход топлива Qэ в л/100 км:

В конце расчетов студент заполняет таблицы с основными параметрами, характеризующими тягово-скоростные и топливно-экономические свойства автомобиля.

Размерность Значение Данные, определенные по динамической характеристике автомобиля Размерность Значение Данные, определенные по характеристике ускорений автомобиля Данные, определенные по характеристикам времени и пути Размерность Данные, определенные по топливной характеристике Размерность

ЛИТЕРАТУРА

1. Гришкевич А.И. Автомобиль: Теория. — Мн.: Выш. шк., 1986. — 208 с.

2. Токарев А.А. Топливная экономичность и тягово-скоростные качества автомобиля. М.: Машиностроение, 1982. — 224 с.

3. Конструирование и расчет колесных машин высокой проходимости: Расчет агрегатов и систем / Под ред. Н.Ф. Бочарова, Л.Ф.Жеглова. — М.: Машиностроение, 1994. — 404 с.

4. ГОСТ 4754 — 97. Межгосударственный стандарт. Шины пневматические для легковых автомобилей, прицепов к ним, легких грузовых автомобилей и автобусов особо малой вместимости. Технические условия. — Минск: Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 1999.

5. ГОСТ 5513 — 97. Межгосударственный стандарт. Шины пневматические для грузовых автомобилей, прицепов к ним, автобусов и троллейбусов. Технические условия. — Минск:

Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 1999.

6. Литвинов А.С., Фаробин Я.Е. Автомобиль: Теория эксплуатационных свойств. — М.:

Машиностроение, 1989. — 240 с.

7. Мощностной баланс автомобиля / В.А. Петрушов, В.В. Московкин, А.Н. Евграфов. М.: Машиностроение, 1984. — 160 с.

8. Евграфов А.Н., Высоцкий М.С., Титович А.И. Аэродинамика магистральных автопоездов. — Мн.: Наука и техника, 1988. — 232 с.

9. Евграфов А.Н., Есеновский-Лашков Ю.К. Аэродинамические свойства автомобилей и автопоездов. Методы исследований. — М.: МГАУ, 1998. — 79 с.

10. Европейский Союз. Технические стандарты на автотранспортные средства. Директива Совета 93/53/EC от 25 июля 1996 года. Максимальные разрешенные габаритные размеры и нагрузки (веса) автотранспортных средств.

11. Грузовые автомобили: Проектирование и основы конструирования / М.С. Высоцкий, Л.Х. Гилелес, С.Г. Херсонский. — М.: Машиностроение, 1995. — 256 с.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АВТОБУСОВ

Максимальная стендовая мощность, Максимальный крутящий момент, Н•м / (об/мин) Передаточные числа 6,40; 3,67; 2,24; 7,15; 3,84; 2,80; 6,17; 3,14; 1,79;

Расход топлива, л/100 км:

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АВТОБУСОВ

Максимальная стендовая мощность, Максимальный крутящий момент, Н•м / (об/мин) Передаточные числа 6,40; 3,67; 2,24; 6,17; 3,14; 1,79; 7,15; 3,84; 2,80;

Расход топлива, л/100 км:

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АВТОБУСОВ

Максимальная стендовая мощность, Максимальный крутящий момент, Н•м / (об/мин) Передаточные числа 6,40; 3,67; 2,24; 1,42; 1,00; 6,17; 3,14; 1,79; 1,00; 0,73;

Расход топлива, л/100 км:

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АВТОБУСОВ

Максимальная стендовая мощность, Максимальный крутящий момент, Н•м / (об/мин) Передаточные числа 7,82; 4,03; 2,50; 1,53; 7,15; 3,84; 2,80; 1,30; 1,00;

Расход топлива, л/100 км:

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АВТОБУСОВ

Максимальная стендовая мощность, Максимальный крутящий момент, Н•м / (об/мин) Передаточные числа 7,82; 4,03; 2,50; 6,17; 3,14; 1,79; 5,05; 2,60; 1,52;

Расход топлива, л/100 км:

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АВТОБУСОВ

Максимальная стендовая мощность, Максимальный крутящий момент, Н•м / (об/мин) Передаточные числа 6,40; 3,67; 2,24; 7,82; 4,03; 2,50; 6,17; 3,14; 1,79;

Расход топлива, л/100 км:

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГРУЗОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ

Максимальная стендовая мощность, Максимальный крутящий момент, Н•м / (об/мин) Передаточные числа 6,45; 3,56; 1,98; 1,275; 1,0; 5,63; 2,64; 1,48; 1,00; 0,81;

Расход топлива, л/100 км:

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГРУЗОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ

«Федеральное агентство по образованию Министерства образования и науки Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Казанский государственный технологический университет В.С.Гамаюрова, М.Е.Зиновьева ФЕРМЕНТЫ Лабораторный практикум Казань КГТУ 2010 УДК 663.53 Гамаюрова, В.С. Ферменты: лабораторный практикум / В.С. Гамаюрова, М.Е. Зиновьева; Федер. агентство по образованию, Казан. гос. технол. ун-т. – Казань: КГТУ, 2010. – 272с. ISBN. »

«Министерство сельского хозяйства РФ Департамент кадровой политики и образования Забайкальский аграрный институт – филиал ФГОУ ВПО Иркутской государственной сельскохозяйственной академии Кафедра Экономики Маркетинг Программа дисциплины, задания и методические указания по выполнению контрольной работы студентам-заочникам специальностей: 0605 Бухгалтерский учет, анализ и аудит, 0608 Экономика и управление на предприятии АПК Чита 2006 1.1. Цель и задачи дисциплины Дисциплина Маркетинг предназначена. »

«Б А К А Л А В Р И А Т СОВРЕМЕННАЯ ЭКОНОМИКА Под редакцией доктора экономических наук, профессора О.Ю. Мамедова УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ КНОРУС • МОСКВА • 2013 УДК 330(075.8) ББК 65.5я73 С56 Современная экономика : учебное пособие / коллектив авторов ; под С56 ред. О.Ю. Мамедова. — 2-е изд., стер. — М. : КнОрус, 2013. — 320 с. — (Бакалавриат). ISBN 978-5-406-01922-1 раскрываются основы, закономерности и проблемы современной экономической. »

«ДЕЛОВЫЕ ИГРЫ ПО КУРСУ ОБЩЕЙ ЭКОЛОГИИ Методические указания к лабораторным работам по экологии для студентов экономических, механических и строительных специальностей Омск. 2004 1 Министерство образования РФ Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ) Кафедра Инженерная экология и химия ДЕЛОВЫЕ ИГРЫ ПО КУРСУ ОБЩЕЙ ЭКОЛОГИИ Методические указания к лабораторным работам по экологии для студентов экономических, механических и строительных специальностей Составители . »

«Министерство образования Российской Федерации САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ ТОЧНОЙ МЕХАНИКИ И ОПТИКИ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) Кафедра измерительных технологий и компьютерной томографии Л.Г Муханин, Д.Г Грязин МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ по преддипломной практике и дипломному проектированию для студентов специальности 190100 — ПРИБОРОСТРОЕНИЕ специализаций: Компьютерная томография; Методы и средства измерения механических величин; Измерительно–вычислительные комплексы в механике. »

«МИНЕСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Институт нефти и газа Кафедра РЭГГКМ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ по выполнению контрольных работ по дисциплине Подземная гидрогазодинамика для студентов специальности 090700 Проектирование, сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ заочной формы обучения Тюмень 2003 Утверждено редакционно-издательским. »

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени М.В.Ломоносова ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ А.В.КАРГОВСКИЙ, А.А.КОНОВКО, О.Г.КОСАРЕВА, С.А.МАГНИЦКИЙ, А.Б.САВЕЛЬЕВ-ТРОФИМОВ, Д.С.УРЮПИНА ВВЕДЕНИЕ В КВАНТОВУЮ ФИЗИКУ. МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ К СЕМИНАРСКИМ ЗАНЯТИЯМ. Москва Физический факультет МГУ 2012 Рецензенты Доктор физико-математических наук, профессор, лауреат Государственной премии СССР, главный научный сотрудник ФИАН А.З. Грасюк доцент, доктор физико-математических наук А.Н. Рубцов Печатается по. »

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН С.К. ИГЕМБАЕВА КАДАСТР ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ электронное учебное пособие Алматы, 2012 1 Игембаева С.К. Кадастр природных ресурсов /электронное учебное пособие/. – Алматы: 2012. В электронном учебном пособии Кадастр природных ресурсов рассмотрены: содержание, цели, задачи и методы ведения кадастров лесных, водных и природных ресурсов; современное состояние лесных, водных ресурсов и природной среды и их характеристика; вопросы регулирования. »

«А.В. Федоров ФИЗИКА И ТЕХНОЛОГИЯ ГЕТЕРОСТРУКТУР, ОПТИКА КВАНТОВЫХ НАНОСТРУКТУР Санкт-Петербург 2009 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, МЕХАНИКИ И ОПТИКИ А.В. Федоров ФИЗИКА И ТЕХНОЛОГИЯ ГЕТЕРОСТРУКТУР, ОПТИКА КВАНТОВЫХ НАНОСТРУКТУР Санкт-Петербург А.В. Федоров. Физика и технология гетероструктур, оптика квантовых наноструктур. Методические рекомендации. – СПб: СПбГУ. »

«Министерство образования и науки РФ _ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени С. М. Кирова Кафедра органической химии ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ Методические указания по выполнению контрольных заданий для студентов направления подготовки 280700 Техносферная безопасность Санкт-Петербург 2013 1 Рассмотрены и рекомендованы к изданию учебно-методической комиссией факультета. »

«Кафедра безопасности жизнедеятельности РАСЧЕТ ПУТЕЙ ЭВАКУАЦИИ Методические указания для выполнения расчетной части дипломного проекта Иваново 2005 1 1. ВОЗМОЖНЫЕ ИСТОЧНИКИ ВОЗГОРАНИЯ Необходимым условием воспламенения горючей смеси являются источники зажигания. Источники зажигания подразделяются на открытый огонь, тепло нагревательных приборов и элементов, электрическую энергию, энергию механических искр, разрядов статического электричества и молнии, энергию процессов саморазогревания вещества. »

«Министерство образования РФ Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ) А.И. Руппель КРАТКИЙ КУРС МЕХАНИКИ Учебное пособие для студентов немашиностроительных специальностей вузов Омск Издательство СибАДИ 2002 2 УДК 621.031 ББК 30.12 Р 86 Рецензенты: д-р техн. наук, проф.В.Д. Белый д-р техн. наук, проф. В.Н. Тарасов Работа одобрена редакционно-издательским советом академии в качестве учебного пособия по дисциплине Механика для специальностей 06 Производственный менеджмент. »

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ КУРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ В.М. Полунин Г.Т. Сычев ФИЗИКА Основные понятия и законы Утверждено Научно-методическим советом университета в качестве учебно-методического пособия Курск 2002 УДК 53 ББК В31 П 53 Рецензенты: Доктор физико-математических наук, профессор, зав. кафедрой теоретической и экспериментальной физики КГТУ А.А.Родионов Доцент кафедры теоретической и экспериментальной физики КГТУ П.А. Красных Полунин В.М., Сычев. »

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Механико-математический факультет Кафедра теоретической кибернетики А. И. Ерзин, Ю. А. Кочетов ЗАДАЧИ МАРШРУТИЗАЦИИ Учебное пособие Новосибирск 2014 ББК В173 УДК 519.8 Е 709 Рецензент канд. физ.-мат. наук, доц. А. В. Плясунов Издание подготовлено в рамках реализации Программы развития государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Новосибирский государственный университет на. »

«База нормативной документации: www.complexdoc.ru ГОССТРОЙ СССР ЦЕНТРАЛЬНЫЙ НАУЧНО ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ И ПРОЕКТНО ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ ОРГАНИЗАЦИИ, МЕХАНИЗАЦИИ И ТЕХНИЧЕСКОЙ ПОМОЩИ СТРОИТЕЛЬСТВУ (ЦНИИОМТП) МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ТЕХНОЛОГИИ УСТРОЙСТВА ГИПСОВЫХ САМОРАЗРАВНИВАЮЩИХСЯ СТЯЖЕК МОСКВА — 1986 Рекомендовано к изданию решением секции технологии строительного производства НТС ЦНИИОМТП Госстроя СССР. В методических рекомендациях рассматривается технология устройства. »

«База нормативной документации: www.complexdoc.ru МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА СССР МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА НА СЛАБЫХ ГРУНТАХ ОДОБРЕНЫ ТЕХНИЧЕСКИМ УПРАВЛЕНИЕМ МИНИСТЕРСТВА ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА СССР ОРГТРАНССТРОЙ МОСКВА 1968 ПРЕДИСЛОВИЕ Настоящие Методические указания составлены ЦНИИСом и СоюздорНИИ в развитие действующих СНиП и должны служить руководством при проектировании земляного полотна железных и автомобильных дорог на участках торфяных. »

«ГОУ ВПО Московский государственный медико-стоматологический университет Росздрава Кафедра инфекционных болезней и эпидемиологии Эпидемиология учебное пособие для студентов стоматологического факультета, зубных техников и гигиенистов стоматологических под редакцией академика РАМН, профессора Н.Д. Ющука Москва 2009 УДК: 616. 31 – 036. 22: 614. 4 (075. 8) ББК: 51. 90я 73 + 51. 903. 2 Э 71 Составители: сотрудники кафедры инфекционных болезней и эпидемиологии Московского государственного. »

«Национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики Зубок Д.А. Управление информационными технологиями на предприятии Учебное пособие Санкт-Петербург 2012 1 Оглавление 1. Бизнес и информационные технологии 1.1. Изменения роли ИТ в бизнесе 1.2. ИТ-архитектура и ИТ-стратегия 1.3. Бизнес-стратегия и ИТ Потребности бизнеса и преимуществами через ИТ Анализ ключевых факторов Ценность ИТ с точки зрения бизнеса ИТ и бизнес-эффективность 2. Основные понятия теории. »

«Дурманов М.Я. СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРИВОДОМ ЛЕСОСЕЧНЫХ МАШИН Методические указания для самостоятельной работы студентов специальности 150405 всех форм обучения Санкт-Петербург 2006 Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРИВОДОМ ЛЕСОСЕЧНЫХ МАШИН Методические указания для самостоятельной работы студентов специальности всех форм обучения Санкт-Петербург Рассмотрены и. »

«Iп МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЕ РСФСР Архангельский ордена Трудового Красного Знамени. лесотехнический институт им. В. В. Куйбышева ЛЕСНАЯ МЕТЕОРОЛОГИЯ Методические указания к выполнению лабораторных работ с элементами Н И Р Архангельск 1986 МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РСФСР Архангельский ордена Трудового Красного Знамени лесотехнический институт им. В. В. Куйбышева ЛЕСНАЯ МЕТЕОРОЛОГИЯ Методические указания к выполнению л а б о р а т о р. »

© 2013 www.diss.seluk.ru — «Бесплатная электронная библиотека — Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.

«Кафедра Автомобили ТЯГОВАЯ ДИНАМИКА И ТОПЛИВНАЯ ЭКОНОМИЧНОСТЬ АВТОМОБИЛЯ С МЕХАНИЧЕСКОЙ ТРАНСМИССИЕЙ Учебно-методическое пособие для студентов специальностей T 04.02 “Эксплуатация . »

Министерство образования Республики Беларусь

БЕЛОРУССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОЛИТЕХНИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ

ТЯГОВАЯ ДИНАМИКА И ТОПЛИВНАЯ

ЭКОНОМИЧНОСТЬ АВТОМОБИЛЯ С

МЕХАНИЧЕСКОЙ ТРАНСМИССИЕЙ

Учебно-методическое пособие для студентов специальностей

T 04.02 “Эксплуатация транспортных средств”, Т 04.03 “Организация движения и управление на транспорте”, Т 04.06 “Автомобили” Минск 2000 УДК 629.113 Учебно-методическое пособие предназначено для ознакомления студентов автотранспортных специальностей с основами теории и приобретения практических навыков при выполнении курсовой (контрольной) работы по оценке тягово-динамических и топливно-экономических свойств автомобиля.

О.С. Руктешель, Б.В. Бобровский, М.С. Лебедев, Л.А. Молибошко, С.Г. Якутович.

Рецензент: В.М. Беляев.

Учебное издание Тяговая динамика и топливная экономичность автомобиля с механической трансмиссией Учебно-методическое пособие для студентов специальностей T 04.02 “Эксплуатация транспортных средств”, Т 04.03 “Организация движения и управление на транспорте”, Т 04.06 “Автомобили” Составители: Руктешель Олег Степанович Бобровский Борис Владимирович Лебедев Михаил Сергеевич Молибошко Леонид Александрович Якутович Сергей Геннадьевич © Составление: Руктешель О.С., Бобровский Б.В., Лебедев М.С., Молибошко Л.А., Якутович С.Г., 2000.

ВВЕДЕНИЕ

Данное учебно-методическое пособие является вспомогательным материалом для студентов автотранспортных специальностей, выполняющих контрольные и курсовые работы, а также курсовые и дипломные проекты, включающие в себя раздел “Тягово-динамические и топливно-экономические свойства автомобиля”.

Указанные эксплуатационные свойства автомобиля характеризуют возможность его эффективного использования в заданных условиях, позволяя оценить, в какой мере его конструкция соответствует требованиям эксплуатации.

Под тяговой динамичностью понимается свойство автомобиля перевозить грузы и пассажиров с максимально возможной скоростью в заданных дорожных условиях. Отсюда следует, что чем лучше динамичность автомобиля, тем выше его производительность.

Топливная экономичность автомобиля характеризует его свойство рационально использовать энергию сжигаемого топлива. Чем меньше расход топлива, тем дешевле эксплуатация автомобиля.

В предлагаемом учебном пособии изложена методика построения внешних скоростных характеристик карбюраторного и дизельного двигателей, тяговой характеристики автомобиля и ее практического использования, мощностной характеристики, динамической характеристики автомобиля и ее практического использования, определения параметров разгона автомобиля, практического использования скоростных характеристик времени и пути разгона автомобиля.

Приведены оценочные показатели топливной экономичности автомобиля, уравнение расхода топлива и топливная характеристика установившегося движения. В Приложении указаны основные технические данные современных автомобилей и автобусов.

1. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОЙ

(КОНТРОЛЬНОЙ) РАБОТЫ

Курсовая (контрольная) работа предназначена для закрепления знаний студентов по дисциплинам «Теория движения автомобиля», «Автомобили» (ч, 2) и «Технические средства и их эксплуатационные свойства».

При выполнении курсовой (контрольной) работы студент должен проанализировать тягово-скоростные и топливно-экономические свойства автомобиля. При анализе тягово-скоростных и топливно-экономических свойств студент использует данные технических характеристик заданного автомобиля.

Курсовая (контрольная) работа выполняется на листах писчей бумаги размером 210х мм и брошюруется без применения металлических элементов. Обложка изготавливается из ватмана, графики вычерчиваются на миллиметровой бумаге. Все страницы пояснительной записки должны быть пронумерованы в правом верхнем углу каждого листа.

Выполняя анализ тягово-скоростных и топливно-экономических свойств автомобиля, студент должен привести расчетные формулы, сопроводить их пояснениями, обосновать, если необходимо, выбор постоянных величин (коэффициентов), подставить в формулу известные величины и провести расчет одной точки каждой кривой. Расчет остальных 5 — 6 точек в пояснительной записке не проводить, а результаты расчета этих точек внести в таблицы (формы таблиц приведены ниже в соответствующих разделах данного учебного пособия).

2. ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ Варианты заданий для выполнения курсовой (контрольной) работы представлены в табл.

2.1. Вариант задания выбирается по двум последним цифрам шифра зачетной книжки студента.

Если это число превышает цифру 50, то номер варианта определяется по разности числа и двух последних цифр шифра. Например, если шифр зачетной книжки 301115/453, то номер варианта будет: 100 — 53 = 47.

Для составления краткой технической характеристики автомобиля следует воспользоваться необходимой справочной литературой, данными Приложения.

Перечень необходимых для расчета величин технической характеристики автомобиля, их обозначение и размерность приведены в табл. 2.2, которую студентам необходимо заполнить. После заполнения таблицы анализируются ее показатели и выбираются необходимые исходные данные для выполнения курсовой (контрольной) работы.

Краткая техническая характеристика автомобиля (параметры автомобиля, необходимые для выполнения курсовой работы) 1. Марка и тип автомобиля 2. Колесная формула — на задний мост (тележку) Контрольный расход топлива при скоро- Qк сти км/ч 12. Тип и марка двигателя Частота вращения коленчатого вала двиоб/мин гателя при стендовой максимальной мощности Pemax мент двигателя Частота вращения коленчатого вала двиоб/мин тящем моменте Memax Передаточные числа коробки передач:

— второй передачи — третьей передачи — четвертой передачи — пятой передачи и т. д.

— передачи заднего хода Передаточные числа раздаточной коробки:

Шины, их характеристика и маркировка:

— посадочный диаметр

3. ОЦЕНКА ТЯГОВО-СКОРОСТНЫХ СВОЙСТВ АВТОМОБИЛЯ

3.1. УРАВНЕНИЕ ДВИЖЕНИЯ АВТОМОБИЛЯ

Оценку тягово-скоростных свойств автомобиля производят, решая уравнение его движения. Уравнение движения автомобиля связывает силу, движущую автомобиль, с силами сопротивления и позволяет определить характер прямолинейного движения автомобиля, т. е. в каждый момент времени найти ускорение, скорость, время движения и пройденный автомобилем путь.

Окружная сила на ведущих колесах Fк при движении автомобиля затрачивается на преодоление сил сопротивления воздуха Fв, качению Ff, подъему Fi и разгону Fj автомобиля, т. е.

Здесь знак “-” при силе Fi соответствует движению автомобиля на подъеме, а знак “+” движению на спуске; знак “-” при силе Fj соответствует разгону автомобиля, а знак “+” — торможению.

Записав в этом уравнении вместо сил выражения, их определяющие, получим:

Разрешив последнее выражение относительно ускорения автомобиля, для случая его разгона будем иметь:

Уравнение (3.1) называется уравнением движения автомобиля.

Aв — площадь лобового сопротивления автомобиля, м ;

— величина продольного уклона дороги (тангенс угла наклона дороги к — угол наклона продольного профиля дороги, град(рад);

— коэффициент учета вращающихся масс автомобиля.

Данное уравнение справедливо при неустановившемся движении автомобиля. При этом где Jм — момент инерции маховика двигателя и ведущей части сцепления, кг•м ;

Jкi — момент инерции i-го колеса автомобиля, кг•м ;

Если автомобиль движется накатом с выключенным сцеплением или нейтральным поdV ложением в коробке передач, то уравнение (3.1) принимает вид:

Решение уравнения движения автомобиля в общем виде аналитическими методами практически невозможно, так как неизвестны точные функциональные зависимости, связывающие силы, действующие на автомобиль, с его скоростью. Поэтому уравнение движения автомобиля (3.1) решают численными методами на ЭВМ или приближенно, используя графоаналитические методы. Наибольшее распространение получили метод силового (тягового) баланса, метод мощностного баланса и метод динамической характеристики.

Для оценки тягово-скоростных свойств автомобиля студент строит и анализирует следующие графики:

1) внешней скоростной характеристики автомобиля;

2) тяговой характеристики автомобиля;

3) мощностного баланса автомобиля;

4) динамической характеристики автомобиля;

5) ускорения автомобиля на передачах;

6) времени и пути разгона автомобиля.

3.2. ВНЕШНЯЯ СКОРОСТНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДВИГАТЕЛЯ

Окружная сила на ведущих колесах, движущая автомобиль, возникает в результате того, что к ведущим колесам подводится через трансмиссию крутящий момент от двигателя.

Влияние двигателя на тягово- скоростные свойства автомобиля определяется его скоростной характеристикой, которая представляет собой зависимость эффективной мощности Ре и крутящего момента Ме на коленчатом валу двигателя, при установившемся режиме его работы, от угловой скорости е (частоты ne) вращения коленчатого вала.

Скоростная характеристика, полученная при полной подаче топлива, называется внешней скоростной характеристикой, а скоростные характеристики, полученные при неполной подаче топлива — частичными.

Скоростную характеристику находят экспериментально при испытании двигателя на тормозном стенде. Двигатель, установленный на стенде,нагружают при помощи тормоза, добиваясь определенного числа оборотов коленчатого вала двигателя ne. По достижении устойчист вых оборотов замеряют величину эффективного крутящего момента Ме в Н• м. Нанеся рест зультаты замеров на график в координатах Ме — e(ne) и соединив отдельные точки, получают характеристику момента. Затем из соотношения находят величину эффективной мощности Ре в кВт для ряда значений e в рад/с и по ним строят характеристику мощности. Полученные указанным образом внешние скоростные характеристики карбюраторного и дизельного двигателей приведены соответственно на рис. 3.1 (а и б). Здесь ne = 60•e/2•, [об/мин] или ne = 9,55•e.

Важнейшими параметрами внешней скоростной характеристики двигателя, снятой на тормозном стенде, являются:

nemin и nemax — минимальная и максимальная частоты вращения коленчатого вала двигателя, об/мин;

— частоты вращения коленчатого вала двигателя соответственно при — коэффициент приспособляемости двигателя по моменту:

— коэффициент приспособляемости двигателя по частоте вращения:

Для расчета показателей тягово-скоростных свойств автомобиля указанными выше методами, а также решения уравнения движения автомобиля на ЭВМ, удобно пользоваться аналист ст тическим зависимостями Ре = f (ne) и Ме = f (ne). При этом для построения стендовой внешней скоростной характеристики используются значения максимальной мощности Реmax и максимального крутящего момента Меmax и соответствующие им частоты вращения nр и nм, приводимые в технических данных автомобилей (см. Приложение).

Зависимость Ре = f (ne) аппроксимируется формулой кубического трехчлена:

где nе/nр — отношение текущего значения частоты вращения коленчатого вала двигателя к частоте вращения при максимальной мощности.

Коэффициенты а, b и с зависят от коэффициентов приспособляемости двигателя по крутящему моменту kм и частоте вращения k.

Рис. 3.1. Внешние скоростные характеристики карбюраторного(а) Для дизельных и карбюраторных двигателей грузовых автомобилей коэффициенты а, b и с определяются по формулам:

При этом должно соблюдаться равенство: а + b + с = 1.

Максимальная частота вращения n e max карбюраторных двигателей легковых автомоби лей, не имеющих ограничителей частоты вращения, на 10. 15 % выше частоты вращения дви гателя при максимальной мощности Pe ст. Коэффициенты a, b и с в этом случае определяются по формулам :

При этом должно соблюдаться равенство: а + 2•b + 3•с = 0.

Ориентировочно значения коэффициентов приспособляемости могут быть приняты:

— для карбюраторных двигателей: kм = 1,10. 1,45; k = 1,50. 2,50;

— для дизельных двигателей: kм = 1,05. 1,30; k = 1,45. 2,00.

n e, n м, n p и еще 3 4 точек, равномерно расположенных в диапазоне от n e до n p. Для рассчитывается также для n e max = (1,10K1,15) • n p. Для дизельных двигателей устойчивое зна чение максимальной частоты вращения n e max = n p.

нагрузкой, находится в пределах n e Результаты расчета значений мощности Реi при различных значениях частоты враще ния коленчатого вала двигателя n e, где n e значений ne:

карбюраторных двигателей без ограничителей частоты вращения коленчатого вала Рест Минимальная частота вращения, при которой двигатель работает устойчиво с полной данным таблицы, строится график Рест = f (ne) (рис. 3.1).

Если мощность Ре выражена в кВт, то крутящий момент двигателя Ме в Н•м определяется по формуле:

где e — угловая скорость коленчатого вала двигателя, рад/с;

или, учитывая, что Результаты расчета по формуле (3.6) крутящего момента Меi для приведенных в табл.

3.1 значений Реi и n ei также заносятся в таблицу. Точки, соответствующие значениям Меi, наносятся на график (рис. 3.1) и соединяются кривой Мест = f (n e ).

Условия работы двигателя, установленного на автомобиле, отличаются от стендовых:

двигатель работает с другими впускными и выпускными системами, на нем устанавливаются дополнительные механизмы, на привод которых затрачивается определенная мощность, двигатель работает при другом температурном режиме. Поэтому мощность двигателя, установленного на автомобиле Ре, несколько меньше мощности, полученной при стендовых испытаниях Ре. При использовании для тягово-скоростных расчетов стендовой внешней скоростной хаст рактеристики, значения мощности Ре уменьшают путем умножения на коэффициент kст, зависящий как от конструктивных особенностей и условий эксплуатации автомобиля, так и от особенностей стандарта, по которому была снята внешняя скоростная характеристика. Следовательно, мощность и момент, передающиеся в трансмиссию автомобиля, определяются по выражениям:

В приближенных расчетах можно принимать kст = 0,93. 0,96. Бльшие значения относятся к двигателям легковых автомобилей.

Зависимости мощности Ре и момента Ме двигателя, установленного на автомобиле, от частоты вращения коленчатого вала ne, также наносятся на график внешней скоростной характеристики (рис. 3.1).

Результаты расчетов сводятся в табл. 3.1.

3.3. ТЯГОВАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АВТОМОБИЛЯ

С целью решения уравнения движения автомобиля (3.1) методом силового баланса, представим его в виде:

Учитывая, что Ff + Fi = F, запишем уравнение (3.8) следующим образом:

Полученное уравнение называют уравнением силового (или тягового) баланса. Уравнение силового баланса показывает, что сумма всех сил сопротивления движению в любой момент времени равна окружной силе на ведущих колесах автомобиля.

Заменим обозначение сил их развернутыми выражениями:

Уравнение (3.10) позволяет определить величину окружной силы, развиваемой на ведущих колесах автомобиля, и установить, как она распределяется по различным видам сопротивлений.

Графическое изображение уравнения силового (тягового) баланса в координатах “окружная сила — скорость”, называется тяговой характеристикой автомобиля.

Кривые изменения окружной силы на передачах (рис. 3.2) строят по данным, определяемым по формуле:

Количество кривых тяговой характеристики автомобиля равно числу передач в его коробке. При наличии раздаточной коробки в трансмиссии тяговая характеристика автомобиля строится для случая, когда в раздаточной коробке включена высшая передача.

В предположении отсутствия буксования сцепления и ведущих колес автомобиля связь между частотой вращения коленчатого вала двигателя ne (или e) и скоростью V находится из соотношений:

где к — угловая скорость вращения ведущих колес автомобиля, рад/с;

— расчетный радиус качения ведущих колес, м, Здесь ne имеет размерность об/мин, а V — м/c.

При необходимости выразить скорость автомобиля V в км/ч, умножаем значение скорости, полученное по формулам (3.12) или (3.13) на переводной коэффициент 3,6, полученный с учетом того, что 1 км = 1000 м и 1 ч = 3600 с.

В результате получим:

Для расчета окружной силы Fк значения крутящего момента двигателя Ме берутся из табл. 3.1 в соответствии с частотой вращения коленчатого вала двигателя ne, значения которой используются для вычисления скорости движения автомобиля на передачах по выражению (3.14).

При расчете по формулам (3.11) и (3.14) данных, необходимых для построения тяговой характеристики автомобиля, следует определить передаточные числа трансмиссии Uтр на всех передачах в коробке передач.

Передаточное число трансмиссии на i-ой передаче определяется по выражению:

где Uкпi — передаточное число в коробке передач на i-ой передаче;

Uрк — передаточное число в раздаточной коробке на высшей передаче (при отсутствии — передаточное число главной передачи.

3.3.2. КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ ТРАНСМИССИИ

При определении коэффициента полезного действия (КПД) трансмиссии учитывают гидравлические потери, вызванные взбалтыванием и разбрызгиванием масла в картерах коробки передач и ведущего моста, и механические потери, связанные с трением между зубьями шестерен, в подшипниковых узлах и в карданных шарнирах.

В общем случае КПД трансмиссии тр определяется по формуле:

где k, l, m и n — соответственно число пар цилиндрических шестерен внешнего зацепления (цш), внутреннего зацепления (цшв), конических шестерен (кш) и число карданных сочленений (кс), передающих крутящий момент от коленчатого В расчетах принимают: цш = 0,980. 0,985; цшв = 0,990; кш = 0,960. 0,975; кс = 0,990 [2,3].

При работе трансмиссии с полной нагрузкой, т. е. при работе двигателя по внешней скоростной характеристике, КПД трансмиссии имеет следующие значения:

грузовые автомобили повышенной проходимости — 0,80. 0,85.

Бльшие значения КПД трансмиссии относятся к прямой передаче в коробке передач автомобиля.

Основной движущей силой автомобиля является окружная сила Fк, приложенная к его ведущим колесам. Эта сила возникает в результате работы двигателя и вызвана взаимодействием ведущих колес и дороги. Окружную силу определяют как отношение момента на валах привода ведущих колес к радиусу ведущих колес при равномерном движении автомобиля.

Следовательно, для определения движущей силы автомобиля необходимо знать величину радиуса качения ведущего колеса. Так как на колесах автомобиля установлены эластичные пневматические шины, то величина радиуса качения колес во время движения изменяется.

Радиус качения характеризует путь, пройденный колесом за один оборот. Он соответствует радиусу такого фиктивного жесткого колеса, которое при отсутствии пробуксовыва-ния и проскальзывания имеет одинаковую с действительным колесом угловую к и поступательную Vx скорости качения.

Радиус качения колеса зависит от нормальной нагрузки, внутреннего давления воздуха в шине, окружной силы, коэффициента сцепления колеса с дорогой и поступательной скорости движения колеса при его качении.

Расчетный радиус качения rо вычисляется по формуле:

где Dн — наружный диаметр шины;

rст — статический радиус шины.

Значения Dн и rст определяются для легковых автомобилей по ГОСТ 4754-97 [4], а для грузовых автомобилей и автобусов — по ГОСТ 5513-97 [5].

Шины, предусмотренные указанными стандартами, имеют обозначение, выраженное в дюймах (1 дюйм = 25,4 мм), или смешанное, выраженное в миллиметрах и дюймах.

Примеры обозначения шины:

7,50R20 — шина радиальная обычного профиля;

315/80R22,5 — шина радиальная низкопрофильная;

7,50-20 — шина диагональная, где 7,50 и 315- обозначение ширины профиля шины соответственно в дюймах и миллиметрах;

20 и 22,5 — обозначение посадочного диаметра обода в дюймах;

80 — серия шины (отношение высоты Н к ширине В профиля шины в процентах).

Приближенно статический радиус шины rст можно определить по цифрам, указанным в обозначении шины [6]:

где d — посадочный диаметр обода, мм;

kш = Н/В (Н и В — высота и ширина профиля шины, мм);

см — коэффициент, учитывающий смятие шины под нагрузкой.

Для шин грузовых автомобилей и автобусов (кроме широкопрофильных) Н/В 1. Для легковых автомобилей, если шины имеют дюймовое обозначение, Н/В 0,95, если смешанное (миллиметрово-дюймовое) Н/В 0,80. 0,85. Если в обозначении шины указана ее серия, то отношение Н/В = серия 10 ; например, для шины, имеющей обозначение 295/60R22,5, отношение Н/В = 0,6, т. е. kш = 0,6.

Для шин грузовых автомобилей, автобусов, шин с регулируемым давлением (кроме широкопрофильных) и диагональных шин легковых автомобилей см = 0,85. 0,90, для радиальных шин легковых автомобилей см = 0,80. 0,85.

Расчетный радиус качения rо превышает статический rст на 2. 3 % в зависимости от скорости движения автомобиля (большие значения относятся к скоростям порядка 100 км/ч), т. е. rо (1,02. 1,03) • rст.

Результаты расчета Fк и V по формулам (3.11) и (3.14) для каждой из передач заносятся в табл. 3.1 и наносятся на график тяговой характеристики автомобиля (рис. 3.2).

В нижней части графика тяговой характеристики автомобиля (рис. 3.2) наносят кривую F = Ff + Fi, построенную для одного значения. При движении автомобиля по горизонтальной дороге, что предполагается при выполнении этой работы, F = Ff.

Сила сопротивления качению колес автомобиля Ff при движении автомобиля по горизонтальной дороге определяется в Н по формуле:

Коэффициент сопротивления качению f определяется экспериментально и, в основном, зависит от материала и конструкции шин, давления воздуха в них, твердости и состояния дорожного покрытия, сопротивления подвески деформациям при перекатывании колес через неровности дороги и режима движения автомобиля.

Коэффициент f изменяется в широких пределах: от 0,007. 0,012 на асфальто-бетонном или цементнобетонном покрытии в хорошем состоянии до 0,15. 0,30 на сухом песке.

Коэффициент f при увеличении скорости автомобиля возрастает. При номинальных нагрузках на колесо и давлениях воздуха в шине рост коэффициента f становится заметным при V= 15. 20 м/с (54. 72 км/ч). Значение коэффициента сопротивления качению в зависимости от скорости движения автомобиля V может быть определено по эмпирической формуле:

где f — коэффициент сопротивления качению при движении автомобиля с малой скоростью (рекомендуемое для расчета значение fo = 0,009);

V — скорость движения автомобиля, км/ч.

Значения f и соответствующие им значения Ff заносятся в табл. 3.1.

Кривую силы сопротивления воздуха Fв движению автомобиля строят, откладывая значения этой силы вверх от значений силы F, для соответствующих скоростей движения автомобиля (рис. 3.2). Кривая суммарного сопротивления F + Fв определяет величину окружной силы, необходимой для движения автомобиля с постоянной скоростью V = const.

Сила сопротивления воздуха Fв в Н рассчитывается по формуле:

где k — коэффициент сопротивления воздуха, Н•с /м ;

Ав — лобовая площадь автомобиля, т. е. площадь проекции автомобиля на плоскость, перпендикулярную его продольной оси, м ;

V — скорость движения автомобиля, м/с.

Передача Если скорость движения автомобиля V подставляется в формулу (3.20) в км/ч, то полученное значение Fв следует разделить на 3,62 13.

Лобовую площадь автомобиля (автопоезда) Ав достаточно точно можно вычислить по формуле [7, 8, 9]:

где С — коэффициент формы, равный для грузовых автомобилей, автопоездов и автобусов 1,0, а для легковых автомобилей — 0,89;

Hг и Bг — соответственно габаритные высота и ширина транспортного средства, м;

h — расстояние от бампера до поверхности дороги (для грузовых автомобилей и автопоездов принимается равным статическому радиусу колеса, т.е. h=rст),м;

n — максимальное число колес одного моста автомобиля (при односкатных задних Ориентировочные значения лобовой площади Ав и коэффициента сопротивления воздуха kв можно выбрать по табл. 3.2.

Значения силы сопротивления воздуха Fв в зависимости от скорости движения автомобиля V заносят в табл. 3.1.

Если при некоторой скорости V1 кривая Fк проходит выше кривой F + Fв, то ордината Fз, заключенная между этими кривыми, представляет собой нереализованную часть окружной силы или запас силы, который можно реализовать для преодоления повышенного дорожного сопротивления или разгона автомобиля.

3.3.6. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЯГОВОЙ

ХАРАКТЕРИСТИКИ АВТОМОБИЛЯ

С помощью графика тяговой характеристики (рис. 3.2) определяются основные показатели динамичности автомобиля при его равномерном движении:

1) максимальная скорость движения автомобиля Vmax.

Максимальную скорость Vmax определяют по абсциссе точки пересечения кривых F + Fв и окружной силы на высшей передаче Fк5 (рис. 3.2), т. к. при этом запас окружной силы, а, следовательно, и ускорение автомобиля равны нулю.

2) максимально возможная сила сопротивления дороги Fmax, которую может преодолеть автомобиль при заданной скорости.

Для определения Fmax = f(V1), преодолеваемой автомобилем со скоростью V1, нужно из ординаты Fк (точка “d”) вычесть значение силы сопротивления воздуха Fв (отрезок “bc”) при этой скорости. Сумма отрезков “ab + bc“ представляет в масштабе силу сопротивления дороги, которую может преодолеть автомобиль при равномерном движении. Максимально возможная сила сопротивления дороги, которую может преодолеть данный автомобиль, определяется на низшей передаче в коробке передач. Ее значение Fmax = Fкmax — Fв. При этом Fв соответствует скорости, при которой определяется Fкmax.

3) максимальная окружная сила Fкmax по сцеплению шин ведущих колес с дорогой F.

Предельное значение окружной силы ограничивается силой сцепления ведущих колес автомобиля с поверхностью дорожного покрытия F.

Если окружная сила меньше силы сцепления, то ведущие колеса катятся без пробуксовки. Если же Fк F, ведущие колеса пробуксовывают, и для движения используется лишь часть Рис. 3.2. Тяговая характеристика автомобиля силы, равная F. Остальная часть силы Fк вызывает ускоренное вращение колес, которое продолжается до тех пор, пока мощность, затрачиваемая на буксование, не уравновесит избыток мощности, подводимый к колесам:

где — сцепной вес автомобиля, т. е. сила тяжести, приходящаяся на ведущие колеса автоG Коэффициент сцепления зависит от типа и состояния дорожного покрытия, рисунка протектора, степени износа шин, внутреннего давления в них, а также от скорости движения и вертикальной нагрузки на колеса.

Для автомобильных шин, в зависимости от типа дорожного покрытия, изменяется от 0,1 до 0,8. При построении тяговой характеристики предполагаем, что автомобиль движется по горизонтальной дороге с сухим асфальто-бетонным покрытием, имеющим коэффициент сцепления = 0,8.

Чтобы учесть возможность буксования ведущих колес, надо, вычислив для заданного значения силу сцепления F по выражению (3.22), провести на графике (рис. 3.2) горизонталь. В зоне, расположенной ниже горизонтали, соблюдается условие Fк F. Зона же, находящаяся выше горизонтали, характеризует невозможность трогания автомобиля с места, а при движении — неизбежность остановки. Так, в данном случае, движение или трогание на 1-ой передаче возможно лишь со скоростью большей или равной V. Для движения без буксования со скоростью меньшей V на 1-ой передаче, необходимо уменьшить величину подачи топлива, отпустив педаль управления двигателем.

Все автомобили, в зависимости от осевой нагрузки, делятся на дорожные и внедорожные. Масса, приходящаяся на ось (осевая нагрузка) дорожных автомобилей, ограничена законодательствами всех стран. Осевые нагрузки на дорожное покрытие в странах Европы ограничены Директивой 96/53 ЕС [10], относящейся к национальным и международным перевозкам.

Согласно данной Директивы разрешены следующие осевые нагрузки:

Дорожные автомобили в зависимости от допустимой осевой нагрузки в странах СНГ подразделяются на две группы: 1 — группа А с осевой нагрузкой на одиночную ось до 98,1 кН (10 т); 2 — группа Б с осевой нагрузкой на одиночную ось до 58,8 кН (6 т).

Для внедорожных и легковых автомобилей нагрузка на одиночную ось не регламентируется.

Для грузовых автомобилей распределение нагрузок между осями зависит главным образом от того, для каких дорог они предназначены.

В соответствии с действующими строительными нормами и правилами СНиП 2.05.02- все дороги общего пользования транспортной сети СНГ делятся на 5 категорий. К числу технических показателей дорожных условий, позволяющих отнести дорогу к определенной категории, относятся: расчетная интенсивность движения АТС в сутки, расчетная скорость движения, число полос движения, ширина полосы движения, наибольшие продольные уклоны, наибольшая продольная видимость до остановки и до встречного автомобиля и наибольшие радиусы кривых в плане.

Дороги имеют покрытия четырех основных типов: 1 — капитальные (цементно-бетонные и асфальто-бетонные) для дорог I. III категорий; 2 — облегченные (асфальто-бетонные, дегтебетонные) для дорог III и IV категорий; 3 — переходные (щебеночные, гравийные) для дорог IV категории; 4 — низшие (из грунтов, укрепленных и улучшенных добавлениями) для дорог V категории [11].

Если в технических данных не указано распределение веса автомобиля по осям, то для определения силы тяжести, приходящейся на ведущие колеса автомобиля G, следует воспользоваться данными, приведенными в табл. 3.3.

4) критическая скорость Vкi движения автомобиля по условиям величины окружной силы на ведущих колесах и области устойчивого движения автомобиля при полной нагрузке двигателя.

Грузовые автомобили со сдвоенными шинами:

— с передним расположением двигателя и задним ведущим (0,52. 0,55) •Ga — с передним расположением двигателя и передним ведущим (0,43. 0,47) •Ga — с задним расположением двигателя и задним ведущим (0,56. 0,60) •Ga Абсциссы точек перегиба кривых окружной силы Fкi характеризуют критическую скорость движения автомобиля Vкi по условию развиваемой окружной силы. При движении со скоростью V Vкi (где i — номер передачи), случайное повышение сопротивления движению вызывает уменьшение скорости, но при этом одновременно увеличивается значение окружной силы Fкi на ведущих колесах. При движении же со скоростью V Vкi, увеличение сопротивления движению снижает скорость, что приводит к интенсивному снижению Fкi. Таким образом, скорость Vкi является границей, определяющей область устойчивого движения автомобиля при полной нагрузке двигателя. При V Vкi движение на i-ой передаче устойчиво, а при V Vкi движение неустойчиво.

5) скоростной диапазон автомобиля на i-ой передаче, определяемый по формуле:

где V — соответственно максимальная и критическая скорости при движении авmaxi и Vкi 6) силовой диапазон автомобиля на i-ой передаче:

где F -соответственно максимальное значение окружной силы и значение окружной силы при максимальной скорости в случае движения автомобиля на i-ой передаче.

Особыми точками тяговой характеристики автомобиля являются:

1. Максимальная скорость движения автомобиля Vmax;

2. Окружная сила Fкv при максимальной скорости Vmax;

3. Максимальная окружная сила на высшей передаче Fкnmax, где n — номер высшей передачи;

4. Максимальная окружная сила Fкmax, развиваемая на ведущих колесах автомобиля;

5. Минимальная устойчивая скорость движения автомобиля Vmin;

6. Окружная сила по сцеплению шин ведущих колес с дорогой F;

7. Критическая скорость движения автомобиля по условию величины окружной силы на высшей передаче Vкn;

8. Скоростной диапазон автомобиля на высшей передаче dVn;

9. Силовой диапазон автомобиля на высшей передаче dFn.

Значения особых точек тяговой характеристики автомобиля студент приводит в итоговой таблице 5.1.

3.4. МОЩНОСТНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АВТОМОБИЛЯ

Для анализа динамических свойств автомобиля можно вместо соотношения сил использовать сопоставление мощности Рк, подводимой к ведущим колесам, с мощностью, необходимой для преодоления сопротивления движению.

По аналогии с уравнением тягового (силового) баланса (3.9) уравнение мощностного баланса можно записать в виде:

Заменим обозначения мощностей их развернутыми выражениями:

или, с учетом приведенных в табл. 3.1 значений сил сопротивления движению:

Пользуясь внешней скоростной характеристикой двигателя или данными, приведенными в табл. 3.1, для каждой передачи строят зависимость Ре = f(V). На различных передачах одному и тому же значению ne соответствует скорость V тем меньшая, чем больше передаточное число трансмиссии Uтр. Поэтому кривые Ре = f(V) для различных передач при скоростях, соответствующих одинаковым ne (одним и тем же точкам), имеют одинаковые ординаты. Чем больше Uтр для включенной передачи, тем ближе к оси ординат располагается кривая Ре = f(V).

Затем для каждой передачи рассчитывают мощность, подводимую от двигателя к ведущим колесам автомобиля:

Заносят данные в соответствующие строки табл. 3.4 и строят зависимости Ркi = f(Vi) для каждой i-ой передачи (рис. 3.3).

В нижней части графика помещают характеристику Р = f(V), вверх от которой откладываются значения мощности Рв, затраченной на преодоление сопротивления воздуха. Данные мощности определяются из выражений:

Значения сил F и Fв для соответствующих скоростей берутся из табл. 3.1. Если размерность силы — Н, а скорости — м/с, то получаем значение мощности — Вт.

Результаты расчета сводятся в табл. 3.4.

Наибольшую скорость Vmax при полной подаче топлива автомобиль развивает на высшей передаче, когда мощность Рк5 = Р + Рв (рис. 3.3). Для равномерного движения по той же дороге со скоростью V1 (где V1 Vmax), водитель должен уменьшить подачу топлива.

Введем понятие о запасе мощности Рз, равном разности между мощностью, подведенной к ведущим колесам Рк при работе двигателя по внешней скоростной характеристике, и суммой мощностей сопротивления движению (Р + Рв) при равномерном перемещении.

Отрезок Рз (рис. 3.3) характеризует запас мощности, который может быть израсходован на разгон автомобиля или на преодоление увеличенного сопротивления дороги при движении автомобиля на высшей передаче со скоростью Vi.

Отношение мощности, необходимой для равномерного движения автомобиля (Р + Рв), к мощности Рк, которую развивает автомобиль при той же скорости Vi и полной подаче топлива называют степенью использования мощности двигателя и обозначают буквой И:

Чем лучше качество дорожного покрытия и меньше скорость автомобиля, тем меньше используемая мощность двигателя. На величину И влияет передаточное число трансмиссии Uтр. Автомобиль может двигаться со скоростью V2 (рис. 3.3) на 1-ой, 2-ой, 3-ей, 4-ой и 5-ой передачах. При этом величина Рк1 Рк2 Рк3 Рк4 Рк5, следовательно, и И5 И4 И И2 И1. Значения степени использования мощности двигателя И также заносят в табл. 3.4.

3.5. ДИНАМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АВТОМОБИЛЯ

Методы тягового (силового) и мощностного балансов затруднительно применять при сравнении тягово-динамических свойств автомобилей, имеющих различные снаряженные массы и грузоподъемность, так как при движении их в одинаковых условиях силы и мощности, необходимые для преодоления суммарного дорожного сопротивления, различны. От этого недостатка свободен метод решения уравнения движения с помощью динамической характеристики.

С этой целью воспользуемся безразмерной величиной D — динамическим фактором, равным отношению свободной силы тяги (Fк — Fв) к силе тяжести автомобиля Ga:

Передача 1, тр Графическое изображение зависимости динамического фактора от скорости движения автомобиля на различных передачах в коробке передач и полной нагрузке на автомобиль называют динамической характеристикой автомобиля, т. е. D = f(V).

Для расчета динамического фактора D по формуле (3.27) и построения динамической характеристики используют значения Fк и Fв в функции скорости движения автомобиля V на различных передачах, приведенные в табл. 3.1. В эту же таблицу для различных передач в функции скорости записывают значения динамического фактора.

Динамическая характеристика автомобиля приведена на рис. 3.4.

Чтобы связать динамический фактор с условиями движения автомобиля, перенесем в уравнении силового баланса (3.9) силу сопротивления воздуха Fв в левую часть уравнения:

и разделим обе части полученного равенства на силу тяжести автомобиля Ga.

Учитывая, что Ga = ma • g, где g — ускорение свободного падения, м/с, запишем:

3.5.1. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКОЙ

ХАРАКТЕРИСТИКИ АВТОМОБИЛЯ

По динамической характеристике можно судить о тягово-скоростных свойствах автомобиля. С этой целью по графику (рис. 3.4) определяются:

Рис. 3.4. Динамическая характеристика автомобиля 1) максимальная скорость движения автомобиля Vmax.

Принимая во внимание, что при Vmax (dV/dt) = 0, из уравнения (3.28) получим D =.

Следовательно, Vmax определяется в заданном масштабе абсциссой точки пересечения кривых D = f(V) на высшей передаче и = f(V). В общем случае кривая = f(V) является квадратичной параболой, т. к. = fv + i. Динамическая характеристика автомобиля строится в предположении, что автомобиль движется по горизонтальной дороге, т. е. i = 0 и = fv. Динамический фактор при Vmax обозначим через Dv (рис. 3.4).

2) максимальное дорожное сопротивление, преодолеваемое автомобилем на высшей передаче Fnmax.

Ординаты точек перегиба кривых Dimax определяют imax на каждой из передач.

Максимальный динамический фактор автомобиля Dmax (рис. 3.4) определяет максимальное значение коэффициента дорожного сопротивления, преодолеваемого автомобилем при установившемся движении.

Максимальный динамический фактор на высшей передаче Dnmax, где n — номер высшей передачи, определяет диапазон дорожных сопротивлений, преодолеваемых автомобилем без перехода на низшие передачи.

Следовательно, для определения максимального дорожного сопротивления, преодолеваемого автомобилем на высшей передаче Fnmax необходимо по графику динамической харак-теристики найти Dnmax и определить Fnmax по формуле:

3) максимальный подъем imax, преодолеваемый автомобилем на данной передаче.

Если известна величина сопротивления качению автомобиля в функции скорости его движения f v, то по разности (Di max f v ) можно определить максимальный уклон, преодоле ваемый автомобилем на данной передаче, т. е.

4) критическая скорость движения автомобиля по условиям величины окружной силы Vкi и область устойчивого движения автомобиля при полной нагрузке двигателя.

Абсциссы точек перегиба кривых динамического фактора Vкi характеризуют критическую скорость движения автомобиля по условиям величины окружной силы на ведущих колесах. При движении автомобиля на i-ой передаче со скоростью V Vкi, случайное повышение сопротивления движению вызывает уменьшение скорости, но при этом одновременно увеличивается значение динамического фактора Di. При движении же со скоростью V Vкi, увеличение сопротивления движению снижает скорость автомобиля, что приводит к интенсивному уменьшению Di. Таким образом, скорость Vкi является границей, определяющей область устойчивого движения автомобиля при полной нагрузке двигателя. При V Vкi — движение устойчиво, при V Vкi — движение неустойчиво.

5) зона движения автомобиля без буксования ведущих колес.

Максимальное значение окружной силы на ведущих колесах Fк ограничено сцеплением шин с поверхностью дорожного покрытия, т. е. ограничено силой F = •G. Поскольку максимальная окружная сила имеет место при движении автомобиля с малой скоростью, при подсчете динамического фактора, ограниченного сцеплением D, в выражении (3.27) пренебрегают силой сопротивления воздуха:

Отношение G / Ga называют коэффициентом сцепного веса. Этот коэффициент показывает, какая доля веса автомобиля приходится на ведущие колеса. С увеличением коэффициента сцепного веса автомобиля повышается его проходимость.

6) условие безостановочного движения.

Учитывая формулы (3.28) и (3.30), получим условие безостановочного движения автомобиля, выраженное в динамических факторах:

Особыми точками динамической характеристики автомобиля являются:

1. Максимальная скорость движения автомобиля Vmax;

2. Динамический фактор при максимальной скорости движения автомобиля Dv;

3. Максимальный динамический фактор на высшей передаче Dnmax, где n — номер выcшей передачи;

4. Максимальный динамический фактор автомобиля Dmax;

5. Максимальное дорожное сопротивление, преодолеваемое автомобилем на высшей пе-редаче Fnmax;

6. Максимальный подъем, преодолеваемый автомобилем на высшей передаче inmax;

7. Минимальная устойчивая скорость движения автомобиля Vmin на низшей передаче;

8. Динамический фактор по сцеплению шин с поверхностью дорожного покрытия D;

9. Критическая скорость движения автомобиля на высшей передаче Vкn;

10. Скоростной диапазон автомобиля на высшей передаче: dVn = Vmax / Vкn;

11. Силовой диапазон автомобиля на высшей передаче: dDn = Dnmax / Dv.

Значения особых точек динамической характеристики автомобиля студент приводит в итоговой таблице 5.2.

Время равномерного движения автомобиля обычно невелико по сравнению с общим временем его работы. При эксплуатации в городах автомобили движутся равномерно всего 15 времени, 40 — 45 % — ускоренно и 30 — 40 % — замедленно.

Показателем динамических свойств автомобиля при разгоне служит интенсивность разгона или приемистость автомобиля.

Приемистость (интенсивность разгона) автомобиля характеризует его способность быстро трогаться с места и увеличивать скорость движения. Это свойство автомобиля имеет особенно большое значение в условиях городского движения при частых остановках и троганиях с места, а также характеризует быстроту осуществления обгонов в условиях загородного движения. Интенсивность разгона автомобиля измеряется величиной его ускорения.

Ускорение автомобиля определяют экспериментально или рассчитывают применительно к горизонтальной дороге с твердым покрытием хорошего качества при условии максимального использования мощности двигателя и отсутствии буксования колес.

Трогание автомобиля с места кратковременно и определяется преимущественно индивидуальными особенностями водителя. Поэтому считают, что разгон начинается с минимальной скорости Vmin (рис. 3.5) на передаче, с которой происходит трогание автомобиля с места.

Минимальное значение скорости Vmin соответствует минимальным устойчивым оборотам коленчатого вала двигателя nemin. В интервале скоростей 0 — Vmin автомобиль трогается с места при пробуксовке сцепления и постепенном увеличении подачи топлива.

Величину ускорения в м/с находят из уравнения (3.28), связывающего значение динамического фактора с условиями движения автомобиля. Обозначив в этом уравнении dV / dt через ах, и, учитывая, что для горизонтальной дороги = fv, запишем:

где g — ускорение свободного падения (g = 9,81 м/c ).

При этом значения динамического фактора Di и соответствующие им значения коэффициентов сопротивления качению fv в функции скорости автомобиля на каждой из передач берутся из табл. 3.1.

Для расчета коэффициента учета вращающихся масс автомобиля, если известны моменты инерции вращающихся масс маховика, приведенных к нему подвижных деталей двигателя, и колес автомобиля, используется формула (3.2).

Выражение (3.2) можно переписать в виде:

Для одиночных автомобилей при = 2 = 0,04.

Для автопоезда массой mап и числом колес nап при массе автомобиля-тягача mт и числе его колес nт:

Определив для каждой передачи коэффициент учета вращающихся масс, рассчитывают ускорения ах на каждой из передач для выбранных ранее точек. Результаты расчета заносят в табл. 3.1 и строят график ускорений автомобиля на передачах (рис. 3.5) в зависимости от скорости его движения.

У легковых автомобилей при максимальной скорости Vmax ускорение, как правило, равно нулю, так как запас мощности при этом отсутствует. У грузовых автомобилей при Vmax имеется запас мощности, но он для разгона не используется, так как срабатывает ограничитель оборотов двигателя. У грузовых автомобилей и автобусов максимальное ускорение ахmax на 1-ой передаче может быть ниже, чем на 2-ой или примерно одинаковым. Это объясняется большой величиной передаточного числа трансмиссии на этих передачах, вследствие чего резко увеличивается коэффициент учета вращающихся масс автомобиля.

Важнейшими точками характеристики ускорений автомобиля являются:

1. Максимальное ускорение ахmax;

2. Скорость автомобиля при максимальном ускорении Vaxmax;

3. Максимальное ускорение на высшей передаче axnmax;

4. Скорость автомобиля на высшей передаче при максимальном ускорении Vaxnmax.

5. Максимальная скорость движения автомобиля Vmax.

Значения важнейших точек характеристики ускорений автомобиля студент приводит в итоговой таблице 5.3.

Более удобными и наглядными оценочными измерителями интенсивности разгона автомобиля являются время t и путь S разгона автомобиля в заданном интервале скоростей. Эти параметры могут быть определены экспериментально или расчетным путем.

При расчете принимаются некоторые допущения. Так, у автомобиля с механической трансмиссией при трогании с места и переключении передач некоторое время передача крутящего момента от двигателя к ведущим колесам происходит с пробуксовкой сцепления. В расчетах этим процессом пренебрегают, и считают, что после включения передачи к колесам сразу же передается мощность двигателя, соответствующая полной подаче топлива. Kроме того, считают, что в каждый момент времени к колесам подводится мощность, определяемая по внешней скоростной характеристике двигателя для частоты вращения, соответствующей скорости движения разгоняющегося автомобиля.

Время и путь разгона автомобиля рассчитывают в предположении, что он разгоняется по ровной горизонтальной дороге при полной подаче топлива на участке длиной 2000 м (ГОСТ 22576-95. АТС. Скоростные свойства. Методы испытаний).

3.6.2.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕНИ РАЗГОНА АВТОМОБИЛЯ Трогание с места начинают на передаче, обеспечивающей максимальное ускорение. Для определения наиболее интенсивного разгона в расчет вводят ускорения, соответствующие максимально допустимой скорости движения автомобиля на данной передаче (кривая аoбвгдеж на рис. 3.6). Рисунок 3.6 является вспомогательным и в пояснительной записке или контрольной работе студентом не приводится.

Время разгона автомобиля на k-ой передаче от скорости Vmink до скорости Vmaxk находят, исходя из следующих соотношений:

Интегрирование последнего выражения производят численным методом.

С этой целью кривые ускорения на каждой из передач разбивают на 5-6 одинаковых интервалов (рис. 3.6). Предполагается, что в интервале скорости:

где Vi и Vi+1 — значения скоростей соответственно в начале и конце интервала в м/с, ным полусумме ускорений ai и ai+1 соответственно в начале и конце этого интервала, т. е.

Для повышения точности расчета интервал скоростей выбирают равным 3. 5 км/ч на низшей передаче, т. е. на передаче, с которой происходит трогание автомобиля с места, 5. км/ч — на промежуточных и 10. 15 км/ч — на высшей передаче.

Время движения автомобиля ti в секундах, за которое его скорость вырастает на величину Vi, определяется по закону равноускоренного движения:

Общее время разгона автомобиля на k-ой передаче от скорости Vmink до Vmaxk, при которой начинается переключение на (k+1)-ую передачу, находят суммированием времен разгона в интервалах, т. е.

где n — число интервалов скоростей на k-ой передаче.

По накопленным значениям ti, определенным для различных скоростей, строят кривую времени разгона на k-ой передаче, начиная ее со скорости Vmink. Для передачи, на которой происходит трогание автомобиля с места в начальный момент при t=0 скорость автомобиля принимается равной Vmin (рис. 3.7).

Исходные данные и результаты расчета сводят в таблицу 3.5.

Эта таблица содержит данные, относящиеся к одной из передач. Подобные таблицы заполняются для построения графика времени и пути разгона автомобиля на всех передачах. Обозначения, приведенные в табл. 3.5, соответствуют обозначениям, указанным на рис. 3.6 и 3.7.

В 1-ю строку таблицы записывают значения скоростей Vi в км/ч, соответствующие границам интервалов. В рассматриваемом случае число границ i изменяется от 0 до 6, т.е. i = 0, 1, 2. 6. Во 2-ю строку заносятся те же скорости, но в размерности м/с. В 3-ю строку — разность между значениями скоростей в конце и начале интервала. В 4-ю — значения ускорений ai в м/с ;

в 5-ю — средние значения ускорений аiср в интервале, определяемые по формуле (3.35); в 6-ю время прохождения автомобилем i-го интервала ti в с, которое определяется по формуле (3.36). Суммируя слева направо полученные значения ti, определяем общее время разго-на в интервалах и на заданной передаче в целом, результаты заносим в 7-ю строку таблицы.

По данным 1-ой и 7-ой строк табл. 3.5 строится зависимость скорости движения автомобиля от времени разгона на передаче, т. е. V = f(t) (рис. 3.7 и 3.8).

После достижения автомобилем оптимальной по ускорению скорости на k-ой передаче производится переключение на смежную высшую ступень в коробке передач. Значение скорости, до которой следует разгоняться на k-ой передаче, зависит от характера протекания ускорения на данной передаче и смежной с ней высшей. Если кривые ускорений на смежных передачах пересекаются (точки б, в и г на рис. 3.6), то в качестве скорости, соответствующей началу переключения на смежную высшую передачу, принимается скорость, при которой происходит это пересечение. Если кривые ускорений на смежных передачах не пересекаются (точки д и е на рис. 3.6), то скорость, при которой начинается переключение, соответствует максимально возможной скорости на данной передаче Vmaxk.

Во время переключения передач с разрывом потока мощности автомобиль движется накатом. Время переключения передач зависит от квалификации водителя, конструкции коробки передач и типа двигателя. Время движения автомобиля при нейтральном положении в коробке передач tп для автомобилей с карбюраторным двигателем находится в пределах 0,5. 1,5 с, а с дизельным — 0,8. 2,5 с. При расчетах обычно принимают tп = 1 с.

В процессе переключения передач скорость автомобиля уменьшается. Величину уменьшения скорости Vп за время движения автомобиля накатом в процессе переключения передач, можно найти, решая уравнение силового баланса:

Рис. 3.6. К построению характеристики времени и пути разгона автомобиля При движении автомобиля накатом окружная сила на ведущих колесах Fк = 0; так как автомобиль движется по горизонтальной дороге, то сила сопротивления подъему Fi = 0.

Пренебрегая сопротивлением воздуха за время переключения передач, т. е. принимая Fв = 0, окончательно получим:

Так как автомобиль движется накатом, т. е. с замедлением, то сила сопротивления разгону Fj принимает отрицательное значение.

Следовательно, можно записать, что или в развернутом виде:

где н — коэффициент учета вращающихся масс автомобиля при его движении накатом.

н определяется по формуле (3.4) или может быть принят равным 1,03. 1,05.

Считаем, что за время переключения передач сила сопротивления качению автомобиля не изменяется, т. е. коэффициент сопротивления качению f остается постоянным и равным принятому.

Значения времени переключения tпk с k-ой на (k+1)-ую передачу и падения скорости Vпk, происшедшее за это время, заносятся соответственно в 8-ю и 9-ю строку табл. 3.5 и наносятся на график разгона автомобиля.

3.6.2.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПУТИ РАЗГОНА АВТОМОБИЛЯ Путь разгона автомобиля S за время t определяется выражением:

Этот интеграл также вычисляется численными методами. При равноускоренном движении в интервале скоростей Vi, автомобиль движется со средней скоростью и проходит путь Путь разгона автомобиля до заданной скорости определяется суммированием элементарных путей Si на каждом интервале скоростей Vi.

Общий путь разгона автомобиля на k-ой передаче от скорости Vmink до скорости Vmaxk находят суммированием пути разгона в интервалах, т. е.

где n — число интервалов на k-ой передаче.

Значения средних скоростей Viср в интервалах и пути, проходимого автомобилем Si, при заданном приращении скорости заносят соответственно в 10-ую и 11-ую строки табл. 3.5.

Значения наращиваемого пути разгона в интервалах и передаче в целом помещают в строку 12 указанной таблицы.

По данным 1-ой и 12-ой строк строится зависимость скорости автомобиля от пути разгона на передаче, т. е. V = f(S) (рис. 3.7 и 3.8).

Путь Sпk, пройденный автомобилем за время переключения tпk с k-ой на (k+1) передачу, определяется по формуле:

где скорость Vmaxk, при которой начинается переключение на смежную высшую передачу, и скорость Vпk, которая теряется за время переключения передач, выражены в км/ч, а время переключения передач tпk в секундах.

Значение пути Sпk, пройденного автомобилем за время переключения передач, заносится в 13-ую строку табл. 3.5 и наносится на график разгона автомобиля (рис. 3.8).

В качестве минимальной (начальной) скорости, с которой начинается разгон на последующей (k+1)-ой передаче, принимается скорость Vmin(k+1) (рис. 3.6), определяемая по выражению:

Для определения пути и времени разгона на (k+1)-ой передаче на графике ускорений участок графика от Vmin ( k +1) до Vmax ( k +1) (рис. 3.6) разбивается на 4 6 интервалов. Значения скоростей и ускорений, соответствующие границам интервалов, записываются в таблицу, аналогичную табл. 3.5. Последующий расчет проводится в том же порядке, что и на предыдущей передаче.

При построении графика времени и пути разгона автомобиля на высшей передаче правая граница последнего интервала, на которые разбита кривая ускорений на высшей передаче, соответствует максимальной скорости движения автомобиля Vmax.

Если при прохождении автомобилем 2000 м максимальная скорость движения на высшей передаче Vmax не достигнута, то определяется скорость прохождения 2000 метровой отметки V2000. Для этой цели используется формула линейной интерполяции:

где V и S — скорость и путь, при прохождении которого автомобиль преодолевает отметку, соответствующую началу последнего интервала, т. е. его левую границу;

— путь, на котором автомобиль разгоняется до максимальной скорости.

При этом должно соблюдаться условие:

Далее, зная скорость прохождения автомобилем 2000 метровой отметки, определяется по графику (рис. 3.5) ускорение, развиваемое автомобилем при этой скорости, и рассчитывается время прохождения автомобилем 2000 метровой отметки t2000. Данные подставляются в таблицу, аналогичную табл. 3.5.

Если автомобиль развивает максимальную скорость Vmax на участке, не превышающем 2000 м, то время прохождения 2000 метровой отметки определяется по формуле:

где tv — время, за которое автомобиль разгоняется до максимальной скорости.

Значение максимальной скорости автомобиля Vmax подставляется в формулу (3.45) в км/ч.

Для построения графика разгона автомобиля время и путь разгона на последующей переда-че прибавляется к соответствующим значениям на предыдущей передаче, т. е.

где nj — число интервалов, на которое разбита кривая ускорения на j-ой передаче (j=1,k);

k — число ступеней в коробке передач, на которых производится разгон автомобиля.

Образец скоростных характеристик времени и пути разгона автомобиля показан на рис.

пере- стро- метр ность дачи ки Рис. 3.8. Скоростные характеристики времени и пути разгона автомобиля

3.6.3. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК

ВРЕМЕНИ И ПУТИ РАЗГОНА АВТОМОБИЛЯ

По скоростной характеристике разгона определяются следующие оценочные измерители тягово-скоростных свойств автомобиля:

1) условная максимальная скорость Vymax в км/ч.

Данная скорость определяется как средняя скорость прохождения автомобилем последних 400 м двухкилометрового участка:

где t2000 и t1600 — время разгона автомобиля на участках протяженностью соответственно 2) время разгона автомобиля t400 и t1000 на участках протяженностью 400 м и 1000 м;

3) время разгона tз до заданной скорости Vз:

100 км/ч — для автотранспортных средств полной массой менее 3,5 т;

80 км/ч — для грузовых автомобилей, автобусов (кроме городских) полной массой 60 км/ч — для городских автобусов.

Значения указанных оценочных измерителей автомобиля сводятся в итоговую табл. 5.4.

4. ОЦЕНКА ТОПЛИВНО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ АВТОМОБИЛЯ

Топливной экономичностью автомобиля называют совокупность свойств, определяющих расход топлива при выполнении автомобилем транспортной работы в различных условиях эксплуатации.

В Республике Беларусь добывается ежегодно около 2 млн. тонн нефти, что составляет всего лишь 10 % необходимого объема. Топливная экономичность автомобилей имеет большое значение для экономики страны в целом, так как автомобильный транспорт потребляет более % сжигаемого в Республике Беларусь жидкого топлива, получаемого из нефти, а его стоимость составляет в среднем 25 % себестоимости транспортных работ. Повышение топлив-ной экономичности автомобилей приводит не только к экономии топлива, снижению себе-стоимости перевозок, но и к снижению экологической опасности автотранспортных средств.

Топливная экономичность в основном зависит от конструкции автомобиля и условий его эксплуатации. Она определяется степенью совершенства рабочего процесса в двигателе, коэффициентом полезного действия и передаточным числом трансмиссии, соотношением между снаряженной и полной массой автомобиля, интенсивностью его движения, а также сопротивлением, оказываемым движению автомобиля окружающей средой.

4.1. ОЦЕНОЧНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ТОПЛИВНОЙ ЭКОНОМИЧНОСТИ

Источником энергии для движения автотранспортного средства (АТС) является установленный на нем двигатель. Поэтому топливная экономичность АТС в значительной мере определяется такими показателями двигателя, как часовой расход топлива Gт, кг/ч — масса топлива, расходуемого за один час работы двигателя, и удельный расход топлива ge, г/(кВт• ч) — масса топлива, расходуемого в час на единицу мощности двигателя.

Основным измерителем топливной экономичности автомобиля в странах СНГ и большинстве европейских стран является расход топлива в л на 100 км пройденного пути или путевой расход топлива Qs, л/100 км.

Для оценки эффективности использования топлива при выполнении транспортной работы используют расход топлива в л на единицу транспортной работы (100 т• км) Qw, л/(100 т • км), т. е. отношение фактического расхода топлива к выполненной транспортной работе.

В США и Соединенном Королевстве (Великобритания и Северная Ирландия) наряду с путевым расходом топлива используют обратный измеритель — длину пробега на единицу объема израсходованного топлива. За единицу пути принимают милю, а за единицу объема жидкости – галлон. Учитывая, что 1 миля = 1,609 км, 1 галлон США = 3,785 л, а 1 галлон британский = 4,546 л, перевод расхода топлива из одной системы в другую осуществляется по соотношениям:

mpg(US) и mpg(UK) — путь в милях, проходимый автомобилем при расходовании 1 галлона Согласно ГОСТ 20306-90 “АТС. Топливная экономичность. Методы испытаний” оценочными показателями топливной экономичности служат:

1) контрольный расход топлива;

2) расход топлива в магистральном цикле на дороге;

3) расход топлива в городском цикле на дороге;

4) расход топлива в городском цикле на стенде;

5) топливная характеристика установившегося движения;

6) топливно-скоростная характеристика на магистрально-холмистой дороге.

Эти оценочные показатели не имеют нормированных значений, их используют при сравнительной оценке уровня топливной экономичности с зарубежными аналогами и косвенной оценки технического состояния автомобилей.

1. Контрольный расход топлива определяют для всех категорий АТС при движении по прямой горизонтальной дороге протяженностью 1000 м и более на высшей передаче с выдерживанием заданной скорости с точностью ± 2 км/ч.

В зависимости от типа АТС и максимальной скорости устанавливаются следующие значения заданных скоростей движения VQк:

40 и 60 км/ч — для городских автобусов и полноприводных автомобилей полной массой свыше 3,5 т;

60 и 80 км/ч — для грузовых автомобилей, грузопассажирских (включая полноприводные), автобусов спецназначения, междугородных и международных, 90 и 120 км/ч — для легковых автомобилей (включая полноприводные), автобусов и Если максимальная скорость менее 120 км/ч, то расход топлива при 120 км/ч не определяют. Если максимальная скорость меньше заданной или превышает ее на 5 км/ч, то скорость следует задать ближайшую меньшую кратную 10.

2. Расход топлива в магистральном цикле на дороге измеряют для АТС всех категорий, кроме городских автобусов, пробегом по измерительному участку с соблюдением режимов движения, заданных операционной картой (табл. 4.1) и схемой цикла (рис. 4.1).

3. Расход топлива в городском цикле на дороге оценивают для АТС всех категорий, кроме магистральных автопоездов, междугородних и туристских автобусов, так же как расход топлива в магистральном цикле на дороге. Отличием являются только характеристики операций по операционной карте и схема цикла.

4. Расход топлива в городском цикле на стенде определяется только для АТС полной массой менее 3,5 т. Испытания проводят на стенде с беговыми барабанами по ездовому циклу в соответствии с картой и схемой цикла.

5. Топливная характеристика установившегося движения определяется при движении АТС на высшей передаче, начиная от максимальной скорости движения до минимальной. Все скорости (кроме максимальной и минимальной) задаются кратными 10 и контролируют по спидометру. Скорости движения следует задавать через 20 км/ч для легковых автомобилей и через 10 км/ч для АТС всех других типов.

6. Топливно-скоростная характеристика на магистрально-холмистой дороге определяется на участке длиной 13. 15 км, имеющем переменный продольный профиль с чередующимися подъемами и спусками длиной до 600. 800 м и продольными уклонами до 4 %; радиусы кривых в плане не менее 1000 м.

Удельный расход топлива ge связан с часовым расходом топлива Gт соотношением:

Здесь часовой расход топлива выражен в кг/ч, а мощность двигателя, установленного на автомобиле, Ре — в кВт.

Операционная карта, регламентирующая движение грузовых автомобилей и автопоездов полной массой свыше 3,5 т и междугородных автобусов операции пути, м 2 Нуль В момент пересечения отметки “нуль” (начало мерного участка) включение одновременно приборов, измеряющих время движения и 4 50 — 300 Разгон до скорости 50 км/ч и движение с этой скоростью 5 300 — 1000 Разгон до скорости 70 км/ч и движение с этой скоростью 6 1000 — 1300 Замедление двигателем до скорости 50 км/ч 7 1300 — 1400 Движение со скоростью 50 км/ч 8 1400 — 2200 Разгон до скорости 70 км/ч и движение с этой скоростью 9 2200 — 2700 Разгон до скорости 75 км/ч и движение с этой скоростью 10 2700 — 2900 Замедление двигателем до скорости 65 км/ч 11 2900 — 3500 Движение со скоростью 65 км/ч 12 3500 — 3850 Замедление двигателем до скорости 45 км/ч 13 3850 — 4000 Движение со скоростью 45 км/ч 14 В момент пересечения отметки 4000 м выключение измерительных приборов 15 Занесение результатов измерений в протокол испытаний Рис. 4.1. Схема магистрального цикла на дороге для грузовых автомобилей где Рк — мощность, подведенная к ведущим колесам;

тр — к.п.д. трансмиссии.

Выразим часовой расход топлива в л/ч. Для этого разделим формулу (4.1) на плотность топлива т, имеющую размерность кг/м ; учитывая, что 1 м = 1000 л, получим:

Чтобы определить путевой расход топлива Qs, разделим последнее выражение на скорость автомобиля V, выраженную в км/ч. Это приводит к получению расхода топлива в л на км пробега; умножаем на 100, чтобы получить расход топлива в л/100 км пробега, т. е. путевой расход топлива:

Подставив вместо Рк составляющие, на которые расходуется мощность, подведенная к ведущим колесам, окончательно получим:

Выражение (4.2) называют уравнением расхода топлива. Пользуясь этим выражением, можно найти путевой расход топлива для заданных режимов движения, если известна зависимость удельного расхода топлива от мощности двигателя и его оборотов, т. е. ge = f(Pe, ne). Эту зависимость можно определить из нагрузочных характеристик двигателя, которые представляют собой графики Gт = f(Pe) и ge = f(Pe) при ne = const. Указанные зависимости строят для установившегося режима работы двигателя. При отсутствии этих зависимостей для определения расхода топлива пользуются различными приближенными методами.

В задании предлагается, пользуясь уравнением расхода топлива, построить топливную характеристику установившегося движения автомобиля.

4.3. ТОПЛИВНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА УСТАНОВИВШЕГОСЯ

ДВИЖЕНИЯ

Топливная характеристика установившегося движения — это зависимость путевого расхода топлива Qs от установившейся скорости V при движении автомобиля по ровной горизонтальной дороге на высшей передаче в коробке передач.

Статистической обработкой топливно-экономических характеристик двигателей внутреннего сгорания установлено, что удельный расход топлива ge, входящий в выражение (4.2), определяется удельным расходом топлива при максимальной мощности двигателя gер, степенью использования мощности двигателя И и степенью использования частоты вращения Е, т. е.

где kИ и kE — коэффициенты, зависящие соответственно от степени использования мощности и частоты вращения двигателя.

Степень использования мощности двигателя И определяется по выражению (3.26).

Степень использования частоты вращения двигателя Е определяется отношением текущего значения частоты вращения двигателя ne к частоте вращения при максимальной мощности np, т. е.:

или где Vij — i-ое значение скорости движения автомобиля на j-ой передаче;

Vpj — скорость движения автомобиля на j-ой передаче при максимальной мощности двигателя.

Зависимости kИ = f(И) и kE = f(E) при сравнительных расчетах могут быть найдены из выражений:

— для дизельных двигателей:

— для карбюраторных двигателей:

— для двигателей обоих типов:

Удельный расход топлива двигателем при максимальной мощности gep обычно на 5.

10 % больше минимального удельного расхода топлива gemin. Последний зависит от типа и конструктивных особенностей двигателя и составляет 260. 310 г/(кВт• ч) — для карбюраторных двигателей и 195. 230 г/(кВт• ч) — для дизельных. При приближенных расчетах принимают средние цифры.

С энергетической точки зрения режим движения автомобиля при установившейся скорости характеризуется двумя уже известными параметрами: степенью использования мощнос-ти И и частоты вращения Е двигателя. При расчетах эти параметры могут быть определены, как графо-аналитическим методом с использованием графика мощностного баланса на высшей передаче (рис. 3.3 и рис. 4.2), так и с помощью расчетных формул (3.26), (4.4) или (4.5).

В обоих случаях все скорости, кроме минимальной и максимальной, задают кратными 10.

Рассмотрим первый случай. На графике (рис. 4.2) показано изменение мощности на валу двигателя Ре, мощности, подведенной к ведущим колесам Рк, мощности, расходуемой на преодоление сопротивления дороги Р и сопротивления воздуха Рв в зависимости от скорости движения автомобиля V.

При установившемся режиме движения, например, со скоростью Vi, двигатель затрачивает мощность при передаче ее через трансмиссию (отрезок А3), на преодоление сопротивления воздуха (отрезок А2) и сопротивление дороги (отрезок А1). Мощность, которую мог бы развивать двигатель в приведении к ведущим колесам при данной скорости движения автомобиля, определяется отрезком В. Следовательно, степень использования мощности двигателя в данном случае равна: И = (А1+ А2) / В, а степень использования частоты вращения определяется отношением отрезков С и D, т. е. Е = С / D.

Во втором случае, при построении графика топливной характеристики установившегося движения для заданной скорости автомобиля на высшей передаче определяются:

1) обороты двигателя nei, соответствующие заданной в км/ч скорости Vi, и вычисляемые с учетом формулы (3.14) по выражению:

где Uтр,в — передаточное число в трансмиссии автомобиля на высшей передаче;

2) значения эффективной мощности на валу двигателя Pei (по формуле (3.5)), соответствующие полученным оборотам двигателя nei;

3) значения мощности, передающейся в трансмиссию автомобиля Реi (3.7);

4) значения мощности, подводимой к ведущим колесам автомобиля Pкi на высшей передаче (по формуле (3.24));

5) значения мощностей, затрачиваемых на преодоление сил дорожного сопротивления Pi и сопротивления воздуха Рвi (по формулам (3.25) с учетом соответственно формул (3.18) и (3.20));

6) значения степени использования мощности Иi и частоты вращения двигателя Еi по формулам:

Рис. 4.2. Мощностная характеристика автомобиля на высшей передаче в КП Далее, вне зависимости от вида расчета, определяются коэффициенты, зависящие от степени использования мощности двигателя kИ по формулам (4.6) или (4.7) и частоты вращения двигателя kE по формуле (4.8).

Таким образом, если мощности задаются в кВт, то путевой расход топлива при постоянных скоростях движения автомобиля Vi на высшей передаче находится с учетом формул (4.2) и (4.3) по выражению:

Если отсутствуют сведения о плотности применяемого топлива, можно считать для бензина т = 750 кг/м, а для дизельного топлива т = 820 кг/м.

Расчеты целесообразно выполнять, внося данные в табл. 4. В табл. 4.2 скорости автомобиля V1 = Vmin, a Vn = Vmax на высшей передаче.

По данным табл. 4.2 строится топливная характеристика установившегося движения автомобиля (рис. 4.3).

По графику топливной характеристики установившегося движения определяют контрольный расход топлива Qк и эксплуатационный расход топлива Qэ; их значения заносятся в итоговую табл. 5.5.

Контрольный расход топлива определяется в соответствии с пунктом 4.1настоящего пособия.

При определении эксплуатационного расхода топлива исходят из того факта, что при неустановившемся движении автомобиля по дорогам с асфальто-бетонным покрытием расход топлива оказывается на 10. 15 % выше, чем расход, определенный по топливной характеристике установившегося движения при скорости, составляющей 2/3 от наибольшей для автомобилей с карбюраторным двигателем и 3/4 — для автомобилей с дизельным двигателем.

Определяя значение максимальной эксплуатационной скорости Vэ max на высшей пере даче, следует учитывать ограничение максимальной скорости автомобиля Правилами дорожнопдд го движения Vmax, оказывающее влияние на значение максимальной эксплуатационной ско рости автомобиля Vэ.

В данном случае скорость ограничения, задаваемая Правилами дорожного движения Vmax, принимается в качестве максимальной эксплуатационной скорости Vэ.

В соответствии с Правилами дорожного движения вне населенных пунктов разрешается движение:

1) легковым автомобилям, а также грузовым автомобилям полной массой не более 3,5 т на автомагистралях — со скоростью не более 110 км/ч, на остальных дорогах — не более 90 км/ч;

2) междугородным, туристским и особо малым автобусам на всех дорогах — не более км/ч;

3) остальным автобусам, грузовым автомобилям полной массой более 3,5 т на автомагистралях — не более 90 км/ч, на остальных дорогах — не более 70 км/ч.

Таким образом, для определения эксплуатационного расхода топлива Qэ при движении автомобиля на высшей передаче по дороге с асфальто-бетонным покрытием:

1) задаемся максимальным значением скорости движения в соответствии с Правилами дорожного движения Vmax (в зависимости от типа транспортного средства );

Vэ = • Vэ max или Vэ = • Vэ max (в зависимости от типа двигателя);

2) определяем эксплуатационную скорость:

3) по графику топливной характеристики установившегося движения (рис. 4.3) для эксплуатационной скорости Vэ определяем расход топлива QVэ;

л/100 км Рис. 4.3. Топливная характеристика установившегося движения 4) вычисляем эксплуатационный расход топлива Qэ в л/100 км:

В конце расчетов студент заполняет таблицы с основными параметрами, характеризующими тягово-скоростные и топливно-экономические свойства автомобиля.

Размерность Значение Данные, определенные по динамической характеристике автомобиля Размерность Значение Данные, определенные по характеристике ускорений автомобиля Данные, определенные по характеристикам времени и пути Размерность Данные, определенные по топливной характеристике Размерность

ЛИТЕРАТУРА

1. Гришкевич А.И. Автомобиль: Теория. — Мн.: Выш. шк., 1986. — 208 с.

2. Токарев А.А. Топливная экономичность и тягово-скоростные качества автомобиля. М.: Машиностроение, 1982. — 224 с.

3. Конструирование и расчет колесных машин высокой проходимости: Расчет агрегатов и систем / Под ред. Н.Ф. Бочарова, Л.Ф.Жеглова. — М.: Машиностроение, 1994. — 404 с.

4. ГОСТ 4754 — 97. Межгосударственный стандарт. Шины пневматические для легковых автомобилей, прицепов к ним, легких грузовых автомобилей и автобусов особо малой вместимости. Технические условия. — Минск: Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 1999.

5. ГОСТ 5513 — 97. Межгосударственный стандарт. Шины пневматические для грузовых автомобилей, прицепов к ним, автобусов и троллейбусов. Технические условия. — Минск:

Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 1999.

6. Литвинов А.С., Фаробин Я.Е. Автомобиль: Теория эксплуатационных свойств. — М.:

Машиностроение, 1989. — 240 с.

7. Мощностной баланс автомобиля / В.А. Петрушов, В.В. Московкин, А.Н. Евграфов. М.: Машиностроение, 1984. — 160 с.

8. Евграфов А.Н., Высоцкий М.С., Титович А.И. Аэродинамика магистральных автопоездов. — Мн.: Наука и техника, 1988. — 232 с.

9. Евграфов А.Н., Есеновский-Лашков Ю.К. Аэродинамические свойства автомобилей и автопоездов. Методы исследований. — М.: МГАУ, 1998. — 79 с.

10. Европейский Союз. Технические стандарты на автотранспортные средства. Директива Совета 93/53/EC от 25 июля 1996 года. Максимальные разрешенные габаритные размеры и нагрузки (веса) автотранспортных средств.

11. Грузовые автомобили: Проектирование и основы конструирования / М.С. Высоцкий, Л.Х. Гилелес, С.Г. Херсонский. — М.: Машиностроение, 1995. — 256 с.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АВТОБУСОВ

Максимальная стендовая мощность, Максимальный крутящий момент, Н•м / (об/мин) Передаточные числа 6,40; 3,67; 2,24; 7,15; 3,84; 2,80; 6,17; 3,14; 1,79;

Расход топлива, л/100 км:

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АВТОБУСОВ

Максимальная стендовая мощность, Максимальный крутящий момент, Н•м / (об/мин) Передаточные числа 6,40; 3,67; 2,24; 6,17; 3,14; 1,79; 7,15; 3,84; 2,80;

Расход топлива, л/100 км:

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АВТОБУСОВ

Максимальная стендовая мощность, Максимальный крутящий момент, Н•м / (об/мин) Передаточные числа 6,40; 3,67; 2,24; 1,42; 1,00; 6,17; 3,14; 1,79; 1,00; 0,73;

Расход топлива, л/100 км:

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АВТОБУСОВ

Максимальная стендовая мощность, Максимальный крутящий момент, Н•м / (об/мин) Передаточные числа 7,82; 4,03; 2,50; 1,53; 7,15; 3,84; 2,80; 1,30; 1,00;

Расход топлива, л/100 км:

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АВТОБУСОВ

Максимальная стендовая мощность, Максимальный крутящий момент, Н•м / (об/мин) Передаточные числа 7,82; 4,03; 2,50; 6,17; 3,14; 1,79; 5,05; 2,60; 1,52;

Расход топлива, л/100 км:

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АВТОБУСОВ

Максимальная стендовая мощность, Максимальный крутящий момент, Н•м / (об/мин) Передаточные числа 6,40; 3,67; 2,24; 7,82; 4,03; 2,50; 6,17; 3,14; 1,79;

Расход топлива, л/100 км:

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГРУЗОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ

Максимальная стендовая мощность, Максимальный крутящий момент, Н•м / (об/мин) Передаточные числа 6,45; 3,56; 1,98; 1,275; 1,0; 5,63; 2,64; 1,48; 1,00; 0,81;

Расход топлива, л/100 км:

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГРУЗОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ

«Федеральное агентство по образованию Министерства образования и науки Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Казанский государственный технологический университет В.С.Гамаюрова, М.Е.Зиновьева ФЕРМЕНТЫ Лабораторный практикум Казань КГТУ 2010 УДК 663.53 Гамаюрова, В.С. Ферменты: лабораторный практикум / В.С. Гамаюрова, М.Е. Зиновьева; Федер. агентство по образованию, Казан. гос. технол. ун-т. – Казань: КГТУ, 2010. – 272с. ISBN. »

«Министерство сельского хозяйства РФ Департамент кадровой политики и образования Забайкальский аграрный институт – филиал ФГОУ ВПО Иркутской государственной сельскохозяйственной академии Кафедра Экономики Маркетинг Программа дисциплины, задания и методические указания по выполнению контрольной работы студентам-заочникам специальностей: 0605 Бухгалтерский учет, анализ и аудит, 0608 Экономика и управление на предприятии АПК Чита 2006 1.1. Цель и задачи дисциплины Дисциплина Маркетинг предназначена. »

«Б А К А Л А В Р И А Т СОВРЕМЕННАЯ ЭКОНОМИКА Под редакцией доктора экономических наук, профессора О.Ю. Мамедова УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ КНОРУС • МОСКВА • 2013 УДК 330(075.8) ББК 65.5я73 С56 Современная экономика : учебное пособие / коллектив авторов ; под С56 ред. О.Ю. Мамедова. — 2-е изд., стер. — М. : КнОрус, 2013. — 320 с. — (Бакалавриат). ISBN 978-5-406-01922-1 раскрываются основы, закономерности и проблемы современной экономической. »

«ДЕЛОВЫЕ ИГРЫ ПО КУРСУ ОБЩЕЙ ЭКОЛОГИИ Методические указания к лабораторным работам по экологии для студентов экономических, механических и строительных специальностей Омск. 2004 1 Министерство образования РФ Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ) Кафедра Инженерная экология и химия ДЕЛОВЫЕ ИГРЫ ПО КУРСУ ОБЩЕЙ ЭКОЛОГИИ Методические указания к лабораторным работам по экологии для студентов экономических, механических и строительных специальностей Составители . »

«Министерство образования Российской Федерации САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ ТОЧНОЙ МЕХАНИКИ И ОПТИКИ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) Кафедра измерительных технологий и компьютерной томографии Л.Г Муханин, Д.Г Грязин МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ по преддипломной практике и дипломному проектированию для студентов специальности 190100 — ПРИБОРОСТРОЕНИЕ специализаций: Компьютерная томография; Методы и средства измерения механических величин; Измерительно–вычислительные комплексы в механике. »

«МИНЕСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Институт нефти и газа Кафедра РЭГГКМ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ по выполнению контрольных работ по дисциплине Подземная гидрогазодинамика для студентов специальности 090700 Проектирование, сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ заочной формы обучения Тюмень 2003 Утверждено редакционно-издательским. »

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени М.В.Ломоносова ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ А.В.КАРГОВСКИЙ, А.А.КОНОВКО, О.Г.КОСАРЕВА, С.А.МАГНИЦКИЙ, А.Б.САВЕЛЬЕВ-ТРОФИМОВ, Д.С.УРЮПИНА ВВЕДЕНИЕ В КВАНТОВУЮ ФИЗИКУ. МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ К СЕМИНАРСКИМ ЗАНЯТИЯМ. Москва Физический факультет МГУ 2012 Рецензенты Доктор физико-математических наук, профессор, лауреат Государственной премии СССР, главный научный сотрудник ФИАН А.З. Грасюк доцент, доктор физико-математических наук А.Н. Рубцов Печатается по. »

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН С.К. ИГЕМБАЕВА КАДАСТР ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ электронное учебное пособие Алматы, 2012 1 Игембаева С.К. Кадастр природных ресурсов /электронное учебное пособие/. – Алматы: 2012. В электронном учебном пособии Кадастр природных ресурсов рассмотрены: содержание, цели, задачи и методы ведения кадастров лесных, водных и природных ресурсов; современное состояние лесных, водных ресурсов и природной среды и их характеристика; вопросы регулирования. »

«А.В. Федоров ФИЗИКА И ТЕХНОЛОГИЯ ГЕТЕРОСТРУКТУР, ОПТИКА КВАНТОВЫХ НАНОСТРУКТУР Санкт-Петербург 2009 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, МЕХАНИКИ И ОПТИКИ А.В. Федоров ФИЗИКА И ТЕХНОЛОГИЯ ГЕТЕРОСТРУКТУР, ОПТИКА КВАНТОВЫХ НАНОСТРУКТУР Санкт-Петербург А.В. Федоров. Физика и технология гетероструктур, оптика квантовых наноструктур. Методические рекомендации. – СПб: СПбГУ. »

«Министерство образования и науки РФ _ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени С. М. Кирова Кафедра органической химии ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ Методические указания по выполнению контрольных заданий для студентов направления подготовки 280700 Техносферная безопасность Санкт-Петербург 2013 1 Рассмотрены и рекомендованы к изданию учебно-методической комиссией факультета. »

«Кафедра безопасности жизнедеятельности РАСЧЕТ ПУТЕЙ ЭВАКУАЦИИ Методические указания для выполнения расчетной части дипломного проекта Иваново 2005 1 1. ВОЗМОЖНЫЕ ИСТОЧНИКИ ВОЗГОРАНИЯ Необходимым условием воспламенения горючей смеси являются источники зажигания. Источники зажигания подразделяются на открытый огонь, тепло нагревательных приборов и элементов, электрическую энергию, энергию механических искр, разрядов статического электричества и молнии, энергию процессов саморазогревания вещества. »

«Министерство образования РФ Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ) А.И. Руппель КРАТКИЙ КУРС МЕХАНИКИ Учебное пособие для студентов немашиностроительных специальностей вузов Омск Издательство СибАДИ 2002 2 УДК 621.031 ББК 30.12 Р 86 Рецензенты: д-р техн. наук, проф.В.Д. Белый д-р техн. наук, проф. В.Н. Тарасов Работа одобрена редакционно-издательским советом академии в качестве учебного пособия по дисциплине Механика для специальностей 06 Производственный менеджмент. »

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ КУРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ В.М. Полунин Г.Т. Сычев ФИЗИКА Основные понятия и законы Утверждено Научно-методическим советом университета в качестве учебно-методического пособия Курск 2002 УДК 53 ББК В31 П 53 Рецензенты: Доктор физико-математических наук, профессор, зав. кафедрой теоретической и экспериментальной физики КГТУ А.А.Родионов Доцент кафедры теоретической и экспериментальной физики КГТУ П.А. Красных Полунин В.М., Сычев. »

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Механико-математический факультет Кафедра теоретической кибернетики А. И. Ерзин, Ю. А. Кочетов ЗАДАЧИ МАРШРУТИЗАЦИИ Учебное пособие Новосибирск 2014 ББК В173 УДК 519.8 Е 709 Рецензент канд. физ.-мат. наук, доц. А. В. Плясунов Издание подготовлено в рамках реализации Программы развития государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Новосибирский государственный университет на. »

«База нормативной документации: www.complexdoc.ru ГОССТРОЙ СССР ЦЕНТРАЛЬНЫЙ НАУЧНО ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ И ПРОЕКТНО ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ ОРГАНИЗАЦИИ, МЕХАНИЗАЦИИ И ТЕХНИЧЕСКОЙ ПОМОЩИ СТРОИТЕЛЬСТВУ (ЦНИИОМТП) МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ТЕХНОЛОГИИ УСТРОЙСТВА ГИПСОВЫХ САМОРАЗРАВНИВАЮЩИХСЯ СТЯЖЕК МОСКВА — 1986 Рекомендовано к изданию решением секции технологии строительного производства НТС ЦНИИОМТП Госстроя СССР. В методических рекомендациях рассматривается технология устройства. »

«База нормативной документации: www.complexdoc.ru МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА СССР МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА НА СЛАБЫХ ГРУНТАХ ОДОБРЕНЫ ТЕХНИЧЕСКИМ УПРАВЛЕНИЕМ МИНИСТЕРСТВА ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА СССР ОРГТРАНССТРОЙ МОСКВА 1968 ПРЕДИСЛОВИЕ Настоящие Методические указания составлены ЦНИИСом и СоюздорНИИ в развитие действующих СНиП и должны служить руководством при проектировании земляного полотна железных и автомобильных дорог на участках торфяных. »

«ГОУ ВПО Московский государственный медико-стоматологический университет Росздрава Кафедра инфекционных болезней и эпидемиологии Эпидемиология учебное пособие для студентов стоматологического факультета, зубных техников и гигиенистов стоматологических под редакцией академика РАМН, профессора Н.Д. Ющука Москва 2009 УДК: 616. 31 – 036. 22: 614. 4 (075. 8) ББК: 51. 90я 73 + 51. 903. 2 Э 71 Составители: сотрудники кафедры инфекционных болезней и эпидемиологии Московского государственного. »

«Национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики Зубок Д.А. Управление информационными технологиями на предприятии Учебное пособие Санкт-Петербург 2012 1 Оглавление 1. Бизнес и информационные технологии 1.1. Изменения роли ИТ в бизнесе 1.2. ИТ-архитектура и ИТ-стратегия 1.3. Бизнес-стратегия и ИТ Потребности бизнеса и преимуществами через ИТ Анализ ключевых факторов Ценность ИТ с точки зрения бизнеса ИТ и бизнес-эффективность 2. Основные понятия теории. »

«Дурманов М.Я. СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРИВОДОМ ЛЕСОСЕЧНЫХ МАШИН Методические указания для самостоятельной работы студентов специальности 150405 всех форм обучения Санкт-Петербург 2006 Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРИВОДОМ ЛЕСОСЕЧНЫХ МАШИН Методические указания для самостоятельной работы студентов специальности всех форм обучения Санкт-Петербург Рассмотрены и. »

«Iп МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЕ РСФСР Архангельский ордена Трудового Красного Знамени. лесотехнический институт им. В. В. Куйбышева ЛЕСНАЯ МЕТЕОРОЛОГИЯ Методические указания к выполнению лабораторных работ с элементами Н И Р Архангельск 1986 МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РСФСР Архангельский ордена Трудового Красного Знамени лесотехнический институт им. В. В. Куйбышева ЛЕСНАЯ МЕТЕОРОЛОГИЯ Методические указания к выполнению л а б о р а т о р. »

© 2013 www.diss.seluk.ru — «Бесплатная электронная библиотека — Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.

Источник http://studizba.com/lectures/129-inzhenerija/1815-avtomobili/35555-7-tjagovo-skorostnye-svojstva-avtomobilja.html
Источник Источник Источник Источник http://diss.seluk.ru/m-mehanika/1046595-1-kafedra-avtomobili-tyagovaya-dinamika-toplivnaya-ekonomichnost-avtomobilya-mehanicheskoy-transmissiey-uchebno-metodicheskoe-posobie-dlya.php
Источник Источник Источник Источник http://diss.seluk.ru/m-mehanika/1046595-1-kafedra-avtomobili-tyagovaya-dinamika-toplivnaya-ekonomichnost-avtomobilya-mehanicheskoy-transmissiey-uchebno-metodicheskoe-posobie-dlya.php