Анализ тягово-скоростных свойств автомобиля Audi A8

Методика расчета и построения аналогична предшествующей. Для этого площадь над кривой t=f(V) в интервале от Vmin до Vmax разбивают на

Анализ тягово-скоростных свойств автомобиля Audi A8

Контрольная работа

Транспорт, логистика

Другие контрольные работы по предмету

Транспорт, логистика

Сдать работу со 100% гаранией

Выбор исходных данных

 

Задание. Сделать анализ тягово-скоростных свойств автомобиля, AUDI A8 если коэффициент суммарного дорожного сопротивления =0,02.

Исходные данные для расчета:

Вид автомобиля - легковой автомобиль

Полная масса m, кг - 2200

Марка и тип двигателя - бензиновый, AMF.

Максимальная мощность Ne max, кВт - 142

Частота вращения вала двигателя при максимальной мощности nN, об/мин - 6000

Наличие ограничителя частоты вращения вала двигателя - нет

Передаточные числа:

Коробки передач

Uk1………………..3,5

Uk2………………..1,94

Uk3………………..1,3

Uk4………………..0,943

Uk5………………..0,789

Ukзх……………….3,444

Раздаточной коробки uрв,…………………….нет

Главной передачи u0…………………………..3,875

Шины………………………………………..225\55R17

Статический радиус колес rст, м……………0,317

Габаритные размеры:

Ширина Вг, м…………………………………..1,88

Высота Нг, м…………………………………...1,42

КПД трансмиссии ……………………………0,9

Коэффициент сопротивления воздуха K, Hc2/м4…0,2

Реальные значения основных параметров автомобиля для сравнения их с полученными расчетами:

Максимальный крутящий момент двигателя Memax, Нм……………...280

Частота вращения вала двигателя при максимальном крутящем моменте nM, об/мин…...3200

Максимальная скорость Vmax, км/ч

Время разгона до 100 км/ч, с

 

Построение внешней скоростной характеристики двигателя

 

Для построения внешней скоростной характеристики поршневого двигателя внутреннего сгорания используют эмпирическую формулу, позволяющую по известным координатам одной точки скоростной характеристики воспроизвести всю кривую мощности:

 

(1)

 

где Ne, кВт текущее значение мощности двигателя, соответствующее частоте вращения вала двигателя n, об/мин;

Nemax, кВт максимальная мощность двигателя при частоте вращения nN, об/мин;

А1, А2 эмпирические коэффициенты характеризующие тип двигателя внутреннего сгорания. Для бензинового А1=1,0; А2=1,0.

 

(2)

 

nmin минимальная частота вращения коленчатого вала.

 

(3)

 

(Н*м.)

 

Результаты расчетов внешней скоростной характеристики двигателя

 

По результатам расчетов строим график внешней скоростной характеристики (рис. 1).

 

Рис. 1

 

Построение графиков силового баланса

 

При построении графиков силового баланса для различных передач и скоростей движения автомобиля рассчитывают значение составляющих уравнения силового баланса.

Pk - P - Pw Pj = 0.

Тяговое усилие на ведущих колесах определяют из выражения, Н:

 

(4)

 

где rд динамический радиус колеса, который в нормальных условиях движения принимают равным rст = 0,317 м.

Вторую составляющую силового баланса силу суммарного дорожного сопротивления определяют по формуле, Н:

P = G (5)

Где G = gm полный вес автомобиля;

G = 9,81 м/с2 ускорение свободного падения.

G = 9,81 2200 = 21582Н;

P = 0,02 21582 = 431,64Н;

Силы сопротивления воздуха:

(6)

где F лобовая площадь, м2;

V скорость автомобиля, км/ч.

 

F = Bг Hг (7)

 

Где - коэффициент заполнения площади, для грузовика находится в пределах 0,78…0,8, принимаем = 0,8, тогда

F = 0,8 1,88 1,42=2,13 м2

Силу сопротивления разгону, H:

 

(8)

где - коэффициент учитывающий влияние инерции вращающихся масс;

j ускорение автомобиля в поступательном движении, м/с2.

При построении и анализе графиков силового баланса величина Pj не рассчитывается, а определяется как разность тягового усилия Pk и суммы сопротивлений движению (P+PW)

График силового баланса и все последующие графики будем строить в функции скорости автомобиля V, км/ч, которая связана с частотой вращения вала двигателя n зависимостью

 

(9)

 

км/час

где rk радиус качения колеса, равный при отсутствии проскальзывания статическому радиусу rст.

Для силы сопротивления воздуха

 

(10)

 

Динамический фактор автомобиля D определяется для различных передач и скоростей движения по формуле.

 

(11)

 

Результаты расчетов силового баланса и динамической характеристики автомобиля AUDI A8 (рис. 3, 4).

 

Рис. 2

 

Рис. 3

 

Оценка показателей разгона автомобиля

 

Ускорение j для разных передач и скоростей определяют по значениям D из таблицы 2, используя формулу

 

где = 1,04 + 0,04 uki2 uPB2 предварительно рассчитывается для каждой передачи

1=1,04+0,04uk12=1,04+0,043.52=1,53;

2=1,04+0,04uk22=1,04+0,041,942=1,19;

3=1,04+0,04uk32=1,04+0,041,32=1,1;

4=1,04+0,04uk42=1,04+0,040,942=1,07;

5=1,04+0,04uk52=1,04+0,040,7892=1,06;

Расчетные данные для построения графиков ускорений сводят в таблице 3, где приводятся значения величин, обратных ускорениям 1/j, которые будут использованы при определении времени разгона АТС.

По данным таблицы 3 строят графики ускорений (рисунок 4) и величин, обратных ускорениям (рисунок 5).

Результаты расчетов ускорений и величин, обратных ускорениям

Время разгона получают как интеграл функции

 

(13)

 

графическим интегрированием функции 1/j = f(V), используя график величин, обратных ускорениям. Для этого площадь над кривыми разбивают на произвольное число участков. Площади этих участков представляют собой в определенном масштабе время разгона в соответствующем интервале скоростей на данной дороге. Например, время разгона автомобиля на и-м участке от скорости Vи до Vи+1

Подсчитав площади участков Ftи и нарастающую сумму площадей, по формуле (14) вычисляем время разгона t. Расчеты сводим в таблице 4 и строим график времени разгона (рисунок 6).

Путь разгона определяют по аналогии графическим интегрированием функции t = f(V), т.е. подсчетом соответствующих площадей графика времени разгона, поскольку

 

(15)

 

Методика расчета и построения аналогична предшествующей. Для этого площадь над кривой t=f(V) в интервале от Vmin до Vmax разбивают на произвольное число участков (5 или 6). Площади этих участков представляют собой в определенном масштабе путь разгона в соответствующем интервале скоростей на данной дороге. Например, путь разгона автомобиля Sи (м) на и-м участке от скорости Vи до Vи+1

 

Sи=mvmtFsи (16)

 

Fsи площадь и-го участка на графике , мм2.

Подсчитав площади участков и нарастающую сумму площадей, по формуле (16) вычисляют путь разгона S, сводят расчеты в таблице 5 и строят график пути разгона.

двигатель автомобиль тяговый скоростной

Рис. 4

Рис. 5

 

Рис. 6

 

График мощностного баланса автомобиля

 

Уравнение баланса мощности могут быть выражены через мощность двигателя Ne:

 

Ne Nr - N - Nw Nj = 0 (17)

 

Или через мощность на колесах Nk:

 

Nk - N - Nw Nj = 0 (18)

 

Где Nr мощность, теряемая в трансмиссии;

N, Nw мощность, расходуемая на преодоление соответственно суммарных дорожных сопротивлений и сопротивление воздуха;

Nj мощность, используемая для разгона.

Вначале вычислим мощность на ведущих колесах Nk. Эту величину определяют через мощность Ne (см. табл. 1), рассчитываемую на коленчатом валу двигателя, с учетом потерь в трансмиссии

 

Nk=Ne· (19)

 

Значение мощностей N и Nw рассчитывают с использованием величин P и Pw, взятых из табл. 2 для высшей передачи с целью обеспечения всего диапазона скоростей движения автомобиля:

 

(20)

(21)

 

Полученные значения величин N и Nw суммируют.

Данные расчетов сводим в таблице 6, и по ним строят график мощностного баланса автомобиля (рис. 7).

Мощности Nr и Nj определяются на графике как разности Nr = Ne Nk; Nj = Nk (N - Nw).

Рис. 7

 

Анализ тягово-скоростных свойств автомобиля

 

Из внешней скоростной характеристики двигателя определим значения максимального крутящего момента Memax, частоту вращения коленчатого вала при максимальном крутящем моменте nм и момент при максимальной мощности MN. Полученные значения Memax и nм сравнением с реальными данными. По значениям Memax и MN можно вычислить коэффициент приспосабливаемости двигателя.

 

(22)

 

Для двигателя автомобиля AUDI A8 значение Memax=280 Н.м.

Nм =3200 об/мин;

При = 0,02 максимальная скорость автомобиля без ограничителя частоты вращения составляет 237 км/ч.

По динамической характеристике автомобиля для каждой передачи определим максимальное сопротивление max, которое может преодолеть автомобиль, критическую скорость Vкр и максимально преодолеваемый продольный угол дороги imaxi при коэффициенте сопротивления качению f = 0,10 (грунтовая дорога после дождя).

Максимальный преодолеваемый дорожный уклон дороги:

 

imaxi = maxi f (23)

 

Для автомобиля

Лучшие

Похожие работы

1 2 >