- •БЕЛОРУССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОЛИТЕХНИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ
- •Учебное издание
- •Марка автомобиля
- •Параметр
- •Автомобили
- •Таблица 3.4
- •Рис. 3.7. Разгон автомобиля на 1-ой и 2-ой передачах
- •Тогда
- •Отсюда
- •Отсюда
- •Рис. 4.3. Топливная характеристика установившегося движения
- •Таблица 5.1
- •Данные, определенные по тяговой характеристике
- •Таблица 5.3
- •Параметр
- •Параметр
- •Таблица 5.5
- •Параметр
- •Приложение
- •СЕМЕЙСТВА МАЗ-103
- •Параметр
- •Трансмиссия
- •ЯМЗ-236НЕ с турбонаддувом
- •Трансмиссия
- •Параметр
- •Трансмиссия
- •Параметр
- •Кол-во / расположение цилиндров
- •Трансмиссия
- •Параметр
- •Трансмиссия
- •Кол-во / расположение цилиндров
- •Трансмиссия
- •Коробка передач
- •ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГРУЗОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ
- •Параметр
- •Рабочий объем, см3
- •Трансмиссия
- •ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГРУЗОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ
- •Параметр
- •Трансмиссия
- •Трансмиссия
- •Параметр
- •Трансмиссия
- •Параметр
- •Двигатель
- •Трансмиссия
- •Длина / ширина / высота, мм
- •ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛЕГКОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ
- •Параметр
- •Конструкция / материал
- •Двигатель
- •Трансмиссия
- •Длина / ширина / высота, мм
- •Параметр
- •Кузов
- •Двигатель
- •Трансмиссия
- •ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛЕГКОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ
- •Параметр
- •Двигатель
- •Трансмиссия
- •Максимальная скорость, км/ч
- •Параметр
- •Двигатель
- •Трансмиссия
- •Диаметр разворота, м
- •Параметр
- •Двигатель
- •Трансмиссия
- •Передняя подвеска
- •Максимальная скорость, км/ч
- •ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛЕГКОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ
- •Параметр
- •Количество дверей / мест
- •Двигатель
- •Трансмиссия
- •Передняя подвеска
- •ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛЕГКОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ
- •Параметр
- •Двигатель
- •Трансмиссия
- •Объем грузового отсека, м3
- •Параметр
- •Кузов
- •Двигатель
- •Кол-во / расположение цилиндров
- •Трансмиссия
- •Параметр
- •Land Rover Freelander
- •Двигатель
- •Кол-во / расположение цилиндров
- •Трансмиссия
- •Тип рулевого механизма
80
км/ч
70
65 60
50
45
40
V
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
50 |
300 |
|
1000 |
|
1400 |
|
|
|
2200 |
2700 |
|
|
3500 |
|||
|
0 |
|
400 |
|
800 |
1200 |
|
1600 2000 |
2400 |
2800 |
3200 |
м |
4000 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 4.1. Схема магистрального цикла на дороге для грузовых автомобилей |
|||||||||||||||
|
|
|
|
полной массой свыше 3,5 т и междугородних автобусов |
|
|
|||||||||||
Отсюда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Pк |
|
|
|
|
|
||
G |
|
=10−3 •g |
|
•P |
или |
G |
|
=10−3 •g |
|
• |
, |
|
|
|
(4.1) |
||
|
|
|
|
ηтр |
|
|
|
||||||||||
|
т |
|
|
e |
е |
|
|
т |
|
e |
|
|
|
|
|
|
|
где Р |
|
- мощность, подведенная к ведущим колесам; |
|
|
|
|
|
||||||||||
к |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ηтр - к.п.д. трансмиссии.
Выразим часовой расход топлива в л/ч. Для этого разделим формулу (4.1) на плотность топлива ρт, имеющую размерность кг/м3; учитывая, что 1 м3 = 1000 л, получим:
Gт = ge •ηтрPк•ρт .
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 1 км пробега; умножаем на 100, чтобы получить расход топлива в л/100 км пробега, т. е. путевой расход топлива:
Qs =100•ge •ηтр•Pρкт•V .
Подставив вместо Рк составляющие, на которые расходуется мощность, подведенная к ведущим колесам, окончательно получим:
Qs =100•ge • |
Pψ + Pв + Pi |
. |
(4.2) |
|
|||
|
ηтр•ρт•V |
|
Выражение (4.2) называют уравнением расхода топлива. Пользуясь этим выражением, можно найти путевой расход топлива для заданных режимов движения, если известна зависи-
40
мость удельного расхода топлива от мощности двигателя и его оборотов, т. е. ge = f(Pe, ne). Эту зависимость можно определить из нагрузочных характеристик двигателя, которые предс-
тавляют 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.
ge = gep •kИ•kE , |
(4.3) |
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 теку-
щего значения частоты вращения двигателя ne к частоте вращения при максимальной мощнос-
ти np, т. е.: |
|
|||||
E = |
|
ne |
|
(4.4) |
||
|
np |
|||||
|
|
|
|
|||
или |
|
|
|
|
|
|
E = |
|
Vij |
, |
(4.5) |
||
|
|
|||||
|
Vpj |
|
||||
где V |
|
- i-ое значение скорости движения автомобиля на j-ой передаче; |
|
|||
ij |
|
- скорость движения автомобиля на j-ой передаче при максимальной мощности дви- |
||||
Vpj |
|
|||||
|
|
гателя. |
|
|||
Зависимости kИ = f(И) и kE = f(E) при сравнительных расчетах могут быть найдены из |
||||||
выражений: |
|
|||||
- для дизельных двигателей: |
|
|||||
kИ =1,2 + 0,1•И −1,8•И2 +1,5•И3 ; |
(4.6) |
|||||
- для карбюраторных двигателей: |
|
|||||
kИ = 3,3 − 8,2•И + 9,1•И2 − 3,2•И3 ; |
(4.7) |
|||||
- для двигателей обоих типов: |
|
|||||
kE =1,25 − E + E2 − 0,25•E3 . |
(4.8) |
Удельный расход топлива двигателем при максимальной мощности gep обычно на 5 ...
41
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 прео-
доление сопротивления дороги Рψ 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
сучетом формулы (3.14) по выражению:
= Vi •Uтр,в nei 0,377•ro ,
где Uтр,в - передаточное число в трансмиссии автомобиля на высшей передаче;
2)значения эффективной мощности на валу двигателя Peiст (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
Pψi 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:
Иi = |
Pψi + Pвi |
; |
Ei = |
nei |
. |
|
|
||||
|
Pкi |
|
np |
42
70
кВт
|
50 |
|
40 |
P |
30 |
B |
20 |
10
Pe |
A3 |
A2 |
Vi A1
Рк |
Pψ+Pв
Pψ |
Vp |
0 |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
120 |
140 |
км/ч 180 |
C |
V |
|
D |
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 постоян-
ных скоростях движения автомобиля Vi на высшей передаче находится с учетом формул (4.2) и (4.3) по выражению:
Qsi |
=100• |
gep •kИi •kEi •(Pψi |
+ Pвi |
) |
. |
(4.9) |
ηтр,в•ρт•Vi |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
Если отсутствуют сведения о плотности применяемого топлива, можно считать для бен-
зина ρт = 750 кг/м3, а для дизельного топлива ρт = 820 кг/м3. Расчеты целесообразно выполнять, внося данные в табл. 4.2
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 конт-
рольный расход топлива Qк и эксплуатационный расход топлива Qэ; их значения заносятся в итоговую табл. 5.5.
43
Контрольный расход топлива определяется в соответствии с пунктом 4.1настоящего по-
собия.
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 Vэmax на высшей пере− даче, следует учитывать ограничение максимальной скорости автомобиля Правилами дорожного движения Vmaxпдд, оказывающее влияние на значение максимальной эксплуатационной ско− рости автомобиля Vэmax .
Вданном случае скорость ограничения, задаваемая Правилами дорожного движения Vmaxпдд, принимается в качестве максимальной эксплуатационной скорости Vэmax .
Всоответствии 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 90
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 Vпдд |
(в зависимости от типа транспортного средства); |
|||||||||
|
= |
2 |
•V |
max |
|
= |
3 |
•V |
|
|
V |
или |
V |
(в зависимости от типа двигателя); |
|||||||
3 |
4 |
|||||||||
э |
|
эmax |
|
э |
|
эmax |
|
2)определяем эксплуатационную скорость:
3)по графику топливной характеристики установившегося движения (рис. 4.3) для эксплуатационной скорости Vэ определяем расход топлива QVэ;
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 4.2. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V, |
n |
P ст, |
Р |
, |
P , |
Pψ, |
Р |
, |
И |
Е |
k |
И |
k |
E |
Q , |
|
км/ч |
e, |
e |
е |
|
к |
в |
|
|
|
|
|
s |
|
|||
об/мин |
кВт |
кВт |
кВт |
кВт |
кВт |
|
|
|
|
|
|
л/100 км |
|
|||
V1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Vn |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
16 |
44