книги / Эксплуатационные свойства автомобилей. Тягово-скоростные свойства и топливная экономичность

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Курсовая работа по курсу «Эксплуатационные свойства транспортно-технологических машин» выполняется с целью овладения студентами навыками самостоятельной работы по изучению эксплуатационных свойств автотранспортных средств (автомобилей), влиянию конструктивных параметров и условий движения на их эксплуатационные свойства. В рамках выполнения курсовой работы исследованию подлежат тягово-скоростные свойства и топливная экономичность транспортных машин – автомобилей и автопоездов [1, 2, 6, 14].

Для успешного освоения разделов студенту следует воспользоваться поиском открытой информации об автомобиле, взятом в качестве объекта исследования в курсовой работе. Поиск информации следует проводить в специальной справочной литературе, сведения о которой имеются в разделе «Список рекомендуемой литературы». Также возможно использование ресурсов всемирной сети Интернет, при этом предпочтение следует отдавать специализированным сайтам, предоставляющим информацию о технических параметрах автомобилей. Наиболее правильным и, главное, достоверным будет использование информации, полученной от изготовителя автомобиля или дистрибьютора.

После сбора информации необходимо выполнить анализ этой информации и подготовить исходные данные для расчётов. Расчётные формулы, представленные в данном пособии, если не оговаривается особо, даются в международной системе единиц СИ. Необходимые коэффициенты перевода, например коэффициент перевода скорости в м/с в скорость в км/ч, равный 3,6, необходимо использовать для вычислений самостоятельно.

Также следует учитывать взаимосвязи угловой скорости вращения и частоты вращения. Следует понимать, что, несмотря на применение в науке и технике международной системы единиц СИ, в автомобильной технике до сих пор широко использу-

3

ются внесистемные единицы измерений об/мин (иногда мин–1),

ане рад/с или с–1, км/ч, а не м/с.

Всвязи с этим в рамках выполнения курсовой работы рекомендуется использовать внесистемные, общеупотребимые единицы измерений. Это позволит сопоставить полученные результаты вычислений с фактическими данными технических характеристик автомобиля. Для приверженцев международной системы единиц СИ рекомендуется использование двойного обозначения единиц (системное и внесистемное), а также применение дублирования шкал графиков для системного и внесистемного применения единиц измерения.

Впроцессе выполнения курсовой работы рекомендуется использовать программное обеспечение семейства MS Office – MS Word для подготовки текста курсовой работы, MS Excel для

выполнения расчётов и построения графиков зависимостей, а также MS PowerPoint для подготовки презентации к защите.

Не допускается использование программного обеспечения, осуществляющего в автоматическом режиме проведение расчётов и построение графиков. Также не допускается проведение расчетов с использованием электронных таблиц, подготовленных другими людьми, в том числе и с использованием рекомендуемого программного обеспечения MS Excel.

Для защиты курсовой работы студент предоставляет преподавателю курсовую работу в печатном виде, а также файлы расчетов в формате xlsx (xls) и презентации в формате pptx (ppt).

В результате выполнения курсовой работы студент овладевает следующими профессиональными компетенциями:

–знает основы движения автомобилей и может сформировать критерии оценки качества их тягово-скоростных свойств

итопливной экономичности;

–умеет оценивать условия движения автомобилей и их влияние на изменение критериев оценки качества;

–умеет формировать стратегии сохранения эксплуатационных свойств автомобилей в процессе их эксплуатации.

4

ФОРМИРОВАНИЕ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Перечень необходимых для проведения расчётов данных приведён в табл. 1. Перечень может быть избыточным для конкретного расчета и подлежит осмыслению студентом.

Таблица 1

Краткая техническая характеристика автомобиля

5

Окончание табл. 1

Для заполнения таблицы для конкретного расчёта следует выбрать только те данные автомобиля [8–13], которые в действительности его характеризуют.

Другие данные, необходимые для расчетов характеристик автомобиля, могут быть получены только после проведения предварительных расчётов.

ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВИГАТЕЛЯ

Для расчёта тягово-скоростных свойств автомобиля используется внешняя скоростная характеристика двигателя, являющаяся зависимостью крутящего момента и мощности на коленчатом валу двигателя от его частоты вращения при полном открытии дроссельной заслонки бензинового двигателя или при максимальной топливоподаче дизельного двигателя. Внешняя скоростная характеристика бензинового двигателя представлена на рис. 1. Там же показана зависимость тормозного момента (получена при полностью закрытой заслонке и отсутствующей топливоподаче) – обычно используется при служебном торможении автомобиля в случае отпускания педали топливоподачи.

6

Для описания зависимости мощности от частоты вращения, а также для построения графика мощности обычно используется эмпирическая формула С.Р. Лейдермана:

те при максимальной мощности. Формула для построения графика крутящего момента имеет подобный вид:

Коэффициенты полиномов a, b и c рекомендуется выбирать исходя из типа двигателя. Так, для бензиновых двигателей с карбюратором рекомендуется значения всех коэффициентов выбирать равными 1,0. Для дизельных двигателей коэффициенты выбираются с такими значениями a = 0,53, b = 1,56, c = 1,09. Формула, предложенная Лейдерманом еще в 30-е гг. XX в. с рекомендуемыми значениями коэффициентов, в учебных целях позволяет провести анализ тягово-скоростных свойств автомобиля. Одинаковые коэффициенты полинома предлагают для анализа совершенно идентичные характеристики двигателя, бензинового либо дизельного, отличающиеся лишь величиной мощности. Они не позволяют провести анализ влияния характеристики двигателя на тягово-скоростные свойства автомобиля. Поэтому для современных бензиновых безнаддувных двигателей предлагается использовать иные значения коэффициентов полинома, отличные от 1:

a= 0,45...0,55;

b= 1,55...1,56;

c= 1,10...1,20.

8

При выборе значений коэффициентов следует учитывать выполнение условия a + b − c = 1.

Для вычисления значения коэффициентов полинома по известным параметрам двигателя (максимальной мощности и максимального крутящего момента, при соответствующих частотах вращения) можно воспользоваться зависимостями (3):

Вформулахиспользуютсякоэффициентыприспособляемости

Внешняя скоростная характеристика современного двигателя не всегда может быть представлена полиномом второй (крутящий момент) или третьей степени (мощность). Так, в качестве примера на рис. 2 представлены характеристики бензиновых двигателей ЗМЗ 40525.10, ЗМЗ 40524.10 и ЗМЗ 40904.10 [3], которые могут быть аппроксимированы лишь полиномами четвертой или даже пятой степени для крутящего момента.

Исследуя характеристики двигателей с турбонаддувом (рис. 3), следует прийти к выводу о необходимости использования кусочных функций, что представляет дополнительные сложности. Поэтому возможно, а в некоторых случаях и необходимо, когда характеристика двигателя известна, использование табличной формы задания функции крутящего момента и мощности двигателя.

9