Тольяттинский Государственный Университет

Кафедра: Автомобили и тракторы

Расчёт тяговой динамики и топливной экономичности автомобиля

Тольятти 2010г.

Таблица.1.Тяговый расчёт автомобиля. Исходные данные

Параметр Значение Колёсная формула 4´2 Длина, мм 4350 Ширина, мм 1680 Высота, мм 1420

Снаряжённая масса mо, кг

1088 Шины 175/65R14

Коэффициент сопротивления качению fo

0,016

Коэффициент аэродинамического сопротивления Cx

0,32

Максимальная частота вращения колен вала we max, рад/с (об/мин)

607,07 (5800)

Максимальная скорость Vmax, км/ч (м/с)

180 (50) Коэффициент уклона i 0,3 Количество мест n 5

За аналог взят автомобиль «LADA PRIORA» седан

Определение параметров автомобиля

Полная масса автомобиля

Статический радиус колеса

Коэффициент аэродинамического сопротивления  =0,32

Коэффициент обтекаемости

Лобовая площадь

КПД трансмиссии автомобиля = 0,90

Коэффициент сопротивления качению

Коэффициент сцепления колёс с дорогой

Определение передаточного числа главной передачи

 (в дальнейшем принимаем U0=3,9)

Расчёт внешней скоростной характеристики двигателя

Максимальная мощность двигателя

Внешняя скоростная характеристика двигателя

(в дальнейшем принимаем Nmax=74кВт, Mmax=145Нм)

Определение передаточных чисел коробки передач

Во избежание буксования ведущих колёс тяговая сила на первой передаче должна быть меньше силы сцепления колёс с дорогой:

Сцепной вес автомобиля с приводом на передние колёса:

Скорость, с которой начинается разгон на второй передаче, примерно равна скорости в конце разгона на первой передаче.

Для пятиступенчатой коробки передач

Т.к. конструкция коробки передач переднеприводного автомобиля не позволяет выполнить прямой передачи, передаточное число 4 передачи будет близко, но не равно единице.

Передаточное число для заднего хода определяется во время компоновки коробки передач, обычно

Для дальнейшего расчета:

Тяговый баланс автомобиля

Сила тяги на разных передачах:

Сила сцепления колес с дорогой:

Сила сопротивления дороги:

Сила сопротивления воздуха:

Сила сопротивления качению:

об/мин n(рад) V1 V2 V3 V4 V5 Pт1 Pт2 Pт3 Pт4 Pт5 900 94,2 2,88 3,69 4,73 6,06 7,77 4825,22 3768,27 2941,09 2297,72 1792,22 1200 125,6 3,85 4,92 6,31 8,08 10,4 4967,58 3879,44 3027,86 2365,51 1845,1 1500 157 4,81 6,16 7,89 10,1 12,9 5085,53 3971,56 3099,75 2421,68 1888,91 1800 188,4 5,77 7,39 9,47 12,1 15,5 5179,08 4044,61 3156,77 2466,23 1923,66 2100 219,8 6,73 8,62 11 14,1 18,1 5248,22 4098,61 3198,92 2499,15 1949,34 2400 251,2 7,69 9,85 12,6 16,2 20,7 5292,96 4133,55 3226,19 2520,46 1965,96 2700 282,6 8,65 11,1 14,2 18,2 23,3 5313,3 4149,43 3238,58 2530,14 1973,51 3000 314 9,62 12,3 15,8 20,2 25,9 5309,23 4146,25 3236,1 2528,2 1972 3300 345,4 10,6 13,5 17,4 22,2 28,5 5280,75 4124,02 3218,75 2514,65 1961,42 3600 376,8 11,5 14,8 18,9 24,2 31,1 5227,88 4082,72 3186,52 2489,47 1941,78 3900 408,2 12,5 16 20,5 26,2 33,7 5150,6 4022,37 3139,41 2452,66 1913,08 4200 439,6 13,5 17,2 22,1 28,3 36,2 5048,91 3942,96 3077,43 2404,24 1875,31 4500 471 14,4 18,5 23,7 30,3 38,8 4922,82 3844,49 3000,58 2344,2 1828,48 4800 502,4 15,4 19,7 25,2 32,3 41,4 4772,33 3726,96 2908,85 2272,54 1772,58 5100 533,8 16,3 20,9 26,8 34,3 44 4597,43 3590,37 2802,24 2189,25 1707,62 5400 565,2 17,3 22,2 28,4 36,3 46,6 4398,12 3434,73 2680,76 2094,34 1633,59 5700 596,6 18,3 23,4 30 38,4 49,2 4174,42 3260,02 2544,41 1987,82 1550,5 5800 607,07 18,6 23,8 30,5 39 50 4094,42 3197,55 2495,65 1949,73 1520,79 900 94,2 2,88 3,69 4,73 6,06 7,77 3,2898 5,3942 8,8551 14,508 23,846 1200 125,6 3,85 4,92 6,31 8,08 10,4 5,8486 9,5896 15,742 25,792 42,394 1500 157 4,81 6,16 7,89 10,1 12,9 9,1384 14,984 24,597 40,3 66,24 1800 188,4 5,77 7,39 9,47 12,1 15,5 13,159 21,577 35,42 58,033 95,385 2100 219,8 6,73 8,62 11 14,1 18,1 17,911 29,368 48,211 78,989 129,83 2400 251,2 7,69 9,85 12,6 16,2 20,7 23,394 38,358 62,969 103,17 169,57 2700 282,6 8,65 11,1 14,2 18,2 23,3 29,608 48,547 79,696 130,57 214,62 3000 314 9,62 12,3 15,8 20,2 25,9 36,554 59,935 98,39 161,2 264,96 3300 345,4 10,6 13,5 17,4 22,2 28,5 44,23 72,521 119,05 195,05 320,6 3600 376,8 11,5 14,8 18,9 24,2 31,1 52,637 86,307 141,68 232,13 381,54 3900 408,2 12,5 16 20,5 26,2 33,7 61,776 101,29 166,28 272,43 447,78 4200 439,6 13,5 17,2 22,1 28,3 36,2 71,645 117,47 192,84 315,95 519,32 4500 471 14,4 18,5 23,7 30,3 38,8 82,246 134,85 221,38 362,7 596,16 4800 502,4 15,4 19,7 25,2 32,3 41,4 93,577 153,43 251,88 412,68 678,3 5100 533,8 16,3 20,9 26,8 34,3 44 105,64 173,21 284,35 465,87 765,73 5400 565,2 17,3 22,2 28,4 36,3 46,6 118,43 194,19 318,78 522,29 858,47 5700 596,6 18,3 23,4 30 38,4 49,2 131,96 216,37 355,19 581,94 956,5 5800 607,07 18,6 23,8 30,5 39 50 136,63 224,02 367,76 602,54 990,36

Динамическая характеристика автомобиля

Чтобы учесть влияние буксования ведущих колёс, определяют динамический фактор по сцеплению:

Длительное движение без пробуксовки возможно при условии

об/мин n(рад) V1 V2 V3 V4 V5 D1 D2 D3 D4 D5 900 94,2 2,88 3,69 4,73 6,06 7,77 0,3252 0,2538 0,1978 0,154 0,1193 1200 125,6 3,85 4,92 6,31 8,08 10,4 0,3346 0,261 0,2031 0,1578 0,1216 1500 157 4,81 6,16 7,89 10,1 12,9 0,3424 0,2668 0,2074 0,1606 0,1229 1800 188,4 5,77 7,39 9,47 12,1 15,5 0,3484 0,2713 0,2105 0,1624 0,1233 2100 219,8 6,73 8,62 11 14,1 18,1 0,3527 0,2744 0,2125 0,1632 0,1227 2400 251,2 7,69 9,85 12,6 16,2 20,7 0,3554 0,2762 0,2133 0,163 0,1212 2700 282,6 8,65 11,1 14,2 18,2 23,3 0,3563 0,2766 0,213 0,1618 0,1186 3000 314 9,62 12,3 15,8 20,2 25,9 0,3556 0,2756 0,2116 0,1596 0,1151 3300 345,4 10,6 13,5 17,4 22,2 28,5 0,3532 0,2732 0,2091 0,1564 0,1107 3600 376,8 11,5 14,8 18,9 24,2 31,1 0,349 0,2695 0,2054 0,1522 0,1052 3900 408,2 12,5 16 20,5 26,2 33,7 0,3432 0,2644 0,2005 0,147 0,0988 4200 439,6 13,5 17,2 22,1 28,3 36,2 0,3357 0,258 0,1945 0,1408 0,0915 4500 471 14,4 18,5 23,7 30,3 38,8 0,3265 0,2502 0,1874 0,1336 0,0831 4800 502,4 15,4 19,7 25,2 32,3 41,4 0,3155 0,241 0,1792 0,1254 0,0738 5100 533,8 16,3 20,9 26,8 34,3 44 0,3029 0,2305 0,1698 0,1162 0,0635 5400 565,2 17,3 22,2 28,4 36,3 46,6 0,2886 0,2186 0,1593 0,106 0,0523 5700 596,6 18,3 23,4 30 38,4 49,2 0,2726 0,2053 0,1476 0,0948 0,0401 5800 607,07 18,6 23,8 30,5 39 50 0,2669 0,2005 0,1435 0,0909 0,0358

Разгон автомобиля

Ускорение во время разгона определяют для случая движения автомобиля по горизонтальной дороге с твёрдым покрытием хорошего качества при максимальном использовании мощности двигателя и отсутствии буксования ведущих колёс.

Ускорение находят по формуле:

где - коэффициент учёта вращающихся масс автомобиля.

Таблица 1

об/мин n(рад) V1 V2 V3 V4 V5 J1 J2 J3 J4 J5 900 94,2 2,88 3,69 4,73 6,06 7,77 2,85 2,237 1,731 1,324 0,993 1200 125,6 3,85 4,92 6,31 8,08 10,4 2,936 2,305 1,781 1,359 1,012 1500 157 4,81 6,16 7,89 10,1 12,9 3,007 2,359 1,82 1,383 1,02 1800 188,4 5,77 7,39 9,47 12,1 15,5 3,062 2,4 1,847 1,397 1,018 2100 219,8 6,73 8,62 11 14,1 18,1 3,101 2,427 1,864 1,401 1,006 2400 251,2 7,69 9,85 12,6 16,2 20,7 3,125 2,442 1,869 1,394 0,983 2700 282,6 8,65 11,1 14,2 18,2 23,3 3,132 2,444 1,863 1,377 0,95 3000 314 9,62 12,3 15,8 20,2 25,9 3,124 2,432 1,846 1,35 0,906 3300 345,4 10,6 13,5 17,4 22,2 28,5 3,1 2,408 1,817 1,313 0,852 3600 376,8 11,5 14,8 18,9 24,2 31,1 3,06 2,37 1,778 1,265 0,788 3900 408,2 12,5 16 20,5 26,2 33,7 3,005 2,32 1,727 1,207 0,713 4200 439,6 13,5 17,2 22,1 28,3 36,2 2,934 2,256 1,665 1,139 0,628 4500 471 14,4 18,5 23,7 30,3 38,8 2,847 2,179 1,592 1,061 0,532 4800 502,4 15,4 19,7 25,2 32,3 41,4 2,744 2,089 1,507 0,972 0,426 5100 533,8 16,3 20,9 26,8 34,3 44 2,626 1,986 1,411 0,873 0,31 5400 565,2 17,3 22,2 28,4 36,3 46,6 2,491 1,87 1,305 0,764 0,183 5700 596,6 18,3 23,4 30 38,4 49,2 2,341 1,741 1,186 0,645 0,045 5800 607,07 18,6 23,8 30,5 39 50 2,288 1,695 1,145 0,603 0

Время и путь разгона.

Время и путь разгона автомобиля определим графоаналитическим способом. Смысл этого способа в замене интегрирования суммой конечных величин.

где k – порядковый номер интервала;

,

С этой целью кривую обратных ускорений разбивают на интервалы и считают, что в каждом интервале автомобиль разгоняется с постоянным ускорением j=const, которому соответствуют значения (1/j)=const. ............