Подвижной состав Автомобильного транспорта Курсовой проект по дисциплине “Подвижной состав автомобильного транспорта.” Содержание. ВВЕДЕНИЕ. 1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА И КОМПОНОВОЧНАЯ СХЕМА аВТОМОБИЛЯ. 2. РАСЧЕТ УДЕЛЬHЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ АВТОМОБИЛЯ 3. ВНЕШНИЕ СКОРОСТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АВТОМОБИЛЯ. 4. ТЯГОВО-СКОРОСТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АВТОМОБИЛЯ. 5. РАЗГОН И ТОРМОЖЕНИЕ АВТОМОБИЛЯ. 6. МОЩНОСТНОЙ БАЛАНС И ПУТЕВОЙ РАСХОД ТОПЛИВА. 7. РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК ДВИЖЕНИЯ НА ЗАДАННОМ МАРШРУТЕ. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ. СОДЕРЖАНИЕ. Введение. Микроавтобус РАФ-2203 выпускался Рижским опытным автобусным заводом на базе автомобиля ГАЗ-24 «Волга». Он относится к автобусам особо малого класса и использовался, в основном, как маршрунное такси, а так же оборудовался для нужд скорой медицинской помощи. В настоящее время данный автомобиль практически не используется, но его можно еще увидеть в качестве скорой медицинской помощи, а так же модернизированные грузо-пассажирские варианты «Рафика» у частных владельцев. Цель курсовой работы – расчет различных характеристик автомобиля и их оценка. состоит из следущих последовательно выплненых этапов: расчет удельных показателей; расчет внешних скоростных характеристик двигателя; расчет тягово-скоростных характеристик автомобиля; расчет характеристик разгона и торможения; расчет мощностных и топливно-экономических характеристик. Расчитанные значения характеристик сравнивались со значениями стендовых испытаний и по необходимости указывались причины их расхождения. 1. Исходные данные для расчета и компоновочная схема автомобиля. Таблица №1 Характеристики основных параметров. № Параметр, размерность, обозначение Значение 1. Тип автомобиля Микроавтобус 2. Колесная формула 4х2.1 3. Число мест Gn 11 4. Собственная масса Go, кг 1815 в том числе: на переднюю ось GO1 980 на заднюю ось GO2 835 5. Полная масса Gа, кг 2710 в том числе: на переднюю ось G1 1275 на заднюю ось G2 1435 6. Доpожные просветы, м: - под передней осью 0,190 - под задней осью 0,175 7. База, м 2,620 8. Колея, м: - передних колес 1,496 - задних колес 1,428 9. Габаритные размеры, м: - длина 5,070 - ширина 1,940 - высота 1,970 10. Радиус поворота, м: - внешний 5,5 - наружный 6,2 11. Углы свеса, град.: - передний 22 - задний 13 12. Просвет в средней части автомобиля (клиренс), м 0,4 13. Максимальная скорость Vmax, м/с (км/ч) 125 14. Контрольный расход топлива Q, л/100 км 11,8 пpи скоpости VQ,км/ч 7,8 15 Емкость топливных баков, л 55 16 Двигатель карбюраторный 17 Число и расположение цилиндров 4 рядное вертикальное 18 Диаметр цилиндра D, см 9,2 19 Ход поршня S, см 9,2 20 Рабочий объем цилиндров двигателя Vh, л 2,445 21 Степень сжатия 8,2 22 Порядок работы цилиндров 1-2-4-3 23 Максимальная мощность двигателя Nmax, квт 72,1 24 Максимальный крутящий момент Mmax, Н*м 182,4 25 Сухая масса двигателя Gдв, кг (со сцеплением) 185 26 Тип сцепления 1-дисковое, привод выкл. – гидравлический 27 Тип коробки передач и передаточные числа 4-ступ-тая I-3,50 II-2,26; III-1,45 IV-1,0; ЗХ-3,54 28 Тип раздаточной коробки, передаточные числа - 29 Наличие межосевого дифференциала конический, двухсателитный 30 Число карданных шарниров и валов 3 шарнира 2 вала 31 Тип главной передачи, передаточное число Uo Одинрн. 3,9 32 Тип бортовой (колесной) передачи,передат.Число - 33 Шины (модель) 185/12 R15 34 Давление воздуха в шинах: - передних колес 3,2 – 3,3 - задних колес 3,7 – 3,8 35 Тип подвески - передняя Невависимая - задняя Зависимая 36 Тип рулевого механизма и наличие усилителя Глобоидальный червяк и 3-х гредневый ролик гидроуселитель. 37 Тормозная система 2-х контурная с гидравлическим приводом, с 2-мя вак. усил. 38 Оптовая цена С, руб. - Характеристика двигателя: ЗМЗ-2203, карбюраторный, 4-х тактный, верхнеклапанный с принудительным воспламенением и водяным охлаждением. Тип автомобиля: дорожный, микроавтобус, с двигателем переднего расположения, рамной конструкции. Тип подвески: передняя – независимая, пружинная с поперечными рычагами, 2 амортизатора; задняя – зависимая, на полуэллиптических рессорах, 2 амортизатора. Тип коробки передач: 4-х ступенчатая, синхронизаторы на всех передачах переднего хода. Тормозная система: 2-контурная с гидравлическим приводом, с 2 вакуумными усилителями, барабанными механизмами (D=280 мм, ширина колодок – 50 мм), разжим кулачковый; стояночный тормоз – на тормоза задних колес с механическим приводом. Рисунок 1. Компоновочная схема автомобиля Обозначения: 1. двигатель; 2. сцепление; 3. коробка передач; 4. карданная передача; 5. главная передача и дифференциал; 6. рулевое управление; 7. задняя подвеска автомобиля; 8. задняя полуось; 9. ведущие колеса; 10. веромые колеса; 11. передняя подвеска автомобиля. 2. РАСЧЕТ УДЕЛЬHЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ АВТОМОБИЛЯ Эффективность конструкции микроавтобуса РАФ-2203-01 можно охарактеризовать рядом частных показателей и сравнить их с показателями другого микроавтобуса. Таким образом сравним конструкцию РАФ-2203-01 с конструкцией УАЗ-2206. Таблица №2 Сравнительные удельные показатели эффективности автомобиля N П а р а м е т р Расчетная формула Значение УАЗ-2206 РАФ-2203-01 1 Удельная мощность, Вт/кг NV = Nmax / Gа 0,0243 0,0266 2 Литровая мощность, кВт/л Nл = Nmax / Vh 26,9 29,5 3 Удельная масса двигателя, кг/кВт GN = Gдв / Nmax 2,51 2,56 4 Литровая масса, кг/л Gh = Gдв / Vh 67,9 75,7 5 Коэффициент использования массы km = Gа / Go 1,47 1,49 6 Отношение хода поршня к диаметру λ = S/D 1 1 По рассчитанным удельным показателям можно оценить эффективность конструкции микроавтобуса РАФ-2203: 1. Микроавтобус РАФ-2203 относится к автобусам особо малого класса и использовался как маршрутное такси, а так же оборудывался для скорой медицинской помощи и других надобностей. Это целевое назначение микроавтобуса РАФ-2203 обусловленно его колесной формулой (4х2.1), его проходимостью и вместимостью пассажиров (до 11 человек). Особенность конструкции состоит в том, что он базируется на шасси легкового автомобиля. Отсюда его динамика, большая, по сравнению с микроавтобусом УАЗ-2206, маневренность и скорость – 125 км/ч. Микроавтобус УАЗ-2206 относится к автобусам местного сообщения. Эта машина, с двумя ведущими мостами, может перевозить не более 10 человек и до 200 кг груза, развивать скорость до 95 км/ч. Составим таблицу, по каторой можно будет судить о проходимости и маневренности двух микроавтобусов РАФ-2203-01 и УАЗ-2206. Таблица №3 Сравнительная характеристика проходимости и маневренности автомобилей № Параметр, размерность, обозначение Значение УАЗ-2206 РАФ-2203 1. Колесная формула 4х4 4х2 2. Дорожные просветы, м (под передней осью) 0,22 0,19 3. Максимальная скорость 95 125 4. Углы свеса, град. - передний 30 13 - задний 36 22 5. Радиус поворота, м - внешний 6,3 5,5 - наружный 6,8 6,2 Из приведенных в таблице №3 данных видно, что микроавтобус РАФ-2203 является более более маневренным, чем УАЗ-2206, но менее проходимым. 2. По значениям показателя удельной мощности можно оценить запас мощности двигателей двух микроавтобусов. Так как значение этого показателя для микроавтобуса РАФ-2203 больше, чем для УАЗ-2206, то это означает, что двигатель автомобиля РАФ-2203 обладает большим запасом мощности, чем двигатель автомобиля УАЗ-2206. 3. Так ка для обоих микроавтобусов значение отношения хода поршня к диаметру цилиндра равно 1, то можно предположить, что двигатели, устанавливаемые на этих автобусах, с небольшой долей вероятности относятся к быстроходным. 3. Внешние скоростные характеристики автомобиля. Таблица №4 Исходные данные для расчета внешних характеристик двигателя. Параметр Размерность Обозначение Значение Автомобиль (марка) РАФ-2203-01 Максимальная мощность двигателя пpи частоте кВт об/мин Nmax nmax 72,1 4500 Минимальный удельный расход топлива г/кВт*ч gmin 285.6 Коэффициенты в уравнении мощности а1 а2 а3 1 1 1 Коэффициенты в уравнении расхода топлива b0 b1 b2 1, 2 1 0,8 Минимальная частота вращения об/мин no 700 Максимальная частота вращения об/мин nk 5600 Внешние скоростные (стендовые) характеристики двигателя, представляющие собой зависимости от частоты вращения коленчатого вала мощности Ne(n), крутящего момента Me(n) и удельного эффективного расхода топлива ge(n), рассчитываются для всего возможного диапазона оборотов n и наносятся на график . Расчет выполняется по формулам: Ne(n) = Nmax*(a1* X + a2*X2 - a3*X3), ( 1 ) Me(n) = 9554 * Ne(n) / n , ( 2 ) ge(n) = gmin *(bo - b1*X + b2*X2)/c, ( 3 ) где X = n / nmax, c = bo - b12/(4*b2). Расчет характеристик двигателя при n=1400 об/мин. X=1400/4500=0,3111 Ne(1400)=72,1*(1*0,3111+1*0,31112 -1*0,31113 )=27,24 кВт Me(1000)=9554*27,24/1400=185,88 Н*м ge(1000)=285,6*(1,2-1*0,3111+0.8*0,31112 )/(1,2-1*1/(4*0.8))=310,96 г/кВт*ч Таблица №5 Расчетные значения внешних скоростных характеристик Параметр Значение при оборотах ne , об./мин 700 1400 2100 2800 3500 4200 4900 5600 X=ne /nmax 0,155 0,311 0,466 0,622 0,777 0,933 1,088 1,244 X2 0,024 0,097 0,218 0,387 0,605 0,871 1,186 1,548 X3 0,004 0,030 0,102 0,241 0,471 0,813 1,291 1,927 Ne, кВт 12,688 27,238 42,021 55,407 65,770 71,480 70,910 62,430 Me, Н*м 173,184 185,883 191,175 189,058 179,534 162,601 138,260 106,510 ge 342,334 310,965 292,054 285,602 291,609 310,075 340,999 384,383 Рисунок №2 Внешние скоростные характеристики. Из представленных в таблице №5 и на графике данных видно, что стендовые и расчетные значения характеристик совпали. Это свидетельствует о точности формул, по которым рассчитывались внешние скоростные характеристики. 4. Тягово-скоростные характеристики автомобиля. Тягово-скоpостные характеристики, к которым относятся скорость движения, тяговые усилия на ведущих колесах и динамический фактор автомобиля, определяются по рассчитанным внешним скоростным характеристикам. Расчет выполняется для всех передач, и на основании полученных результатов делается заключение о тяговых и динамических свойствах автомобиля. В проекте представлены в табличном и графическом виде следующие характеристики: - скорости движения на разных передачах; - тяговые усилия на ведущих колесах на разных передачах; - силы сопротивления движению; - динамический фактоp на разных передачах при полной и частичной загрузке автомобиля (динамический паспорт). Расчет состоит в вычислении в заданном диапазоне частот (700 – 5600) вращения коленчатого вала n, скорости движения автомобиля V(n), тяговых усилий на ведущих колесах Pk(n), сил сопротивления движению Pf(n) и Pw(n), динамического фактора по тяге Dk(n) и сцеплению колес Df(n) на разных передачах по формулам: 0.378 * n * Rk V(n) = ¾¾¾¾¾¾¾ ; ( 4 ) Uкп * Uo Pk(n) = Me(n) * Uкп * Uo * hтр / Rk ; ( 5 ) Pf(n) = 9.81 * Ga * f(V); ( 6 ) где f(V) = fo * ( 1 + V(n)2 /19500 ); Pw(n) = kw * Fв * V(n)2 /13; ( 7 ) где Fв = 0.78 * Bа * Hа - для легковых автомобилей; Pk(n) - Pw(n) Dk(n) = ¾¾¾¾¾¾ ; ( 8 ) 9.81 * Ga 9.81 * Gвк * j - Pw(n) Dj(n) = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾ . ( 9 ) 9.81 * Gвк Радиус качения колеса можно определить исходя из обозначения устанавливаемых на автомобиле шин по формуле Rk = ( dп/2 + bп*kh ) *dш, где dш - коэффициент деформации шины (0.93 ... 0.95); dп - посадочный диаметр колеса, м; bп - ширина пpофиля шины, м; kh - коэффициент, определяемый отношением высоты пpофиля шины к его шиpине (kh= 0.9 ... 0.92 - для легковых На графике тяговой характеристики должна быть показана величина силы суммарного дорожного сопротивления, характерная для данного типа автомобиля, определяемая по формуле Py = 9.81 * Ga * y. ( 10 ) коэффициент суммарного сопротивления дороги y определяется по формуле y » fo + a , ( 11 ) где a - профильный уклон дороги, %. Для дорог различных категорий установлены следующие максимально допустимые продольные уклоны a: для первой категоpии a = 0.03; для второй категоpии a = 0.04; для третьей категоpии a = 0.05; для четвертой категоpии a = 0.06; для пятой категоpии a = 0.07. Таблица №6 Исходные данные для расчета тягово-скоростных характеристик. Параметр Размерность Обозначение Значение Радиус качения колеса м Rk 0,341 Передаточное число главной передачи - Uo 3,9 Передаточные числа коробки передач Uкп: - первая передача - U1 3,50 - вторая передача - U2 2,26 - третья передача - U3 1,45 - четвертая передача - U4 1,0 КПД трансмиссии - КПДтр 0,9 Коэффициент сопротивления качению - fo 0,018 Коэффициент обтекаемости - kw 0,3 Коэффициент сцепления - коэфсцеп 0,8 Полная масса АТС кг Ga 2710 Масса,приходящаяся на ведущие колеса кг Gвк 1435 Ширина АТС (колея) м Ba 1,940 Высота АТС м Ha 1,970 Расчет радиуса качения колеса (маркировка – 185/82R15) Коэфдефш.=0,95 dп=15*25,5=0,378 м bп=0,185 kh=0,9 Rk=(0,378/2+0,185*0,92)*0,95=0,341 Расчет для первой передачи для n=1400 об/мин. V(1400)=(0,105*1400*0,36)/(3,5*3,9)=13,23 км/ч Pk(1400)=185,8*3,5*3,9*0,9/0,341=6692 Н Pf(1400)=9.81*2710*(0.018*(1+13,22 /19500))=482,8 Н Pw(1400)=0.3*(0.78*1.97*1.94)*13,22 /13=11,4 Н Dk(1400)=(6692-11,4)/(9.81*2710)=0.251 Dкоэфсцеп(1400)=9,81*1435*0,8-11,4)/(9,81*1435)=0,798 На график динамической характеристики наносятся значения f0 и y в том же масштабе, что и Dk. Величена f0 определяет передачу, на которой автомобиль может равномерно двигаться по ровной дороге. Максимальный подъем, который способен преодолеть автомобиль, определяется по формуле: α=y-f0 Максимальная величина дорожного сопротивления, преодолеваемого на - первой передаче: y1=0,256 - второй передаче: y2=0,165 - третьей передаче: y3=0,103 - четвертой передаче: y4=0,07 Максимальный подъем, который способен преодолевать автомобиль на: - первой передаче: α=0,256-0,018=0,238 - второй передаче: α=0,147 - третьей передаче: α=0,085 - четвертой передаче: α=0,052. Сила суммарного дорожного сопротивления: Pсум=9,81*2710*(0,018+0,03)=1276,1 Н Для определения динамических параметров частично загруженного автомобиля строится номограмма. Необходимо построить номограмму для загрузки автомобиля от) до 100%. Масштаб шкалы m0 находится по формуле: m0= m100*G0/Ga где m100 – масштаб основной шкалы Dk(n) для полностью загруженного автомобиля. m0=2*1815/2710=2,7 см На основании совместного гравика Df и f0, определяется возможность движения автомобиля по заданной дороше по условию: f0≤Dk≤Df 0.018≤Dk≤Df Таблица №7 Результаты расчета тягово-скоростных характеристик. Передача Зрачение при оборотах ne,об/мин n, об/мин 700 1400 2100 2800 3500 4200 4900 5600 Me, H*м 173,2 185,9 191,2 189,1 179,5 162,6 138,2 106,5 Первая V, км/ч 6,61 13,23 19,84 26,46 33,1 39,7 46,3 52,9 Pk 6234 6692 6882 6806 6463 5853 4977 3834 Pf 479,6 482,82 488,19 495,7 505,4 517,2 531,1 546,9 Pw 2,85 11,39 25,63 45,56 71,2 102,5 139,6 182,3 Dk 0,234 0,251 0,257 0,254 0,240 0,216 0,181 0,137 Df 0,799 0,798 0,797 0,796 0,794 0,792 0,789 0,785 Вторая V, км/ч 10,2 20,5 30,7 40,9 51,2 61,5 71,7 81,9 Pk 4025 4321 4444 4394 4173 3779 3214 2476 Pf 481,1 488,8 501,7 519,7 542,9 571,2 604,7 643,4 Pw 6,8 27,3 61,5 109,3 170,8 245,9 334,7 437,2 Dk 0,151 0,161 0,164 0,161 0,150 0,132 0,108 0,076 Df 0,799 0,797 0,795 0,791 0,786 0,780 0,773 0,765 Третья V, км/ч 15,9 31,9 47,9 63,9 79,8 95,8 111,8 127,7 Pk 2582 2772 2851 2819 2677 2425 2062 1588 Pf 484,8 503,6 534,9 578,6 634,9 703,8 785,1 878,9 Pw 16,6 66,4 149,3 265,5 414,8 597,4 813,1 1061,9 Dk 0,096 0,101 0,104 0,096 0,085 0,068 0,046 0,018 Df 0,798 0,794 0,788 0,778 0,766 0,752 0,734 0,715 Четвертая V, км/ч 23,2 46,3 69,5 92,6 115,8 138,9 162 185,2 Pk 1781 1912 1966 1944 1846 1672 1422 1095 Pf 491,7 531,2 596,9 688,9 807,37 952,1 1123 1320,4 Pw 34,9 139,6 313,9 558,2 872,19 1256 1710 2232,8 Dk 0,065 0,068 0,062 0,052 0,036 0,015 -0,02 -0,042 Df 0,797 0,788 0,774 0,755 0,730 0,699 0,663 0,621 Рисунок №3 На основании выполненых расчетов, делается вывод о тягово-скоростных качествах микроавтобуса РАФ-2203. Максимальныя скорость движения, согласно графику, - 136 км/ч.Максимальная скорость движения, зафиксированныя при испытаниях, - 125 км/ч. Это различие в скоростях объясняется погрешностью округления расчетов, неточностью формул. По номограмме можно также определить запас силы тяги при различной загрузки микроавтобуса. Рисунок №4 5. Разгон и торможение автомобиля. К характеристикам разгона и торможения, подлежащим расчету, относят­ся следующие: - ускорения автомобиля на разных передачах; - скорости, при которых происходит переключение передач; - время и путь разгона до предельной скорости; - тормозной и остановочный путь автомобиля. Для вычисления перечисленных характеристик используются результаты тягового расчета на передачах. Ускорения автомобиля на дороге с уклоном a= 0 % определяются по формуле Dk(n) - f(V) Jk(n) = 9.81 ¾¾¾¾¾¾ , Yk Iш + Iдв * Uкп2 * Uo2 * hтр где Yk = 1 + ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾ , коэф. учета Ga * Rk2 вращающихся масс Iш и Iдв - моменты инерции двигателей автомобилей и шин. Для автомобиля РАФ-2203: Iдв=0,34 кг*м2 ; Iш=4,8 кг*м2 Расчет ускорений выполняется для всех передач и для всего диапазона скоростей. Результаты расчетов занесены в таблицу №8 и отображены на графике. Таблица №8 Результаты расчета ускорений автомобиля. Передача Значения при оборотах ne, об/мин n 700 1400 2100 2800 3500 4200 4900 5600 Первая Y1=1.195 V, км/ч 6,6 13,2 19,8 26,5 33,1 39,7 46,3 52,9 f(V) 0,0180 0,01801 0,01803 0,01805 0,01808 0,01811 0,01815 0,01819 Dk(n) 0,234 0,251 0,257 0,254 0,240 0,216 0,181 0,13 Jk(n) 1,777 1,916 1,969 1,936 1,825 1,627 1,342 0,978 Вторая Y2=1.089 V, км/ч 10,2 20,5 30,7 40,9 51,2 61,5 71,7 81,9 f(V) 0,01801 0,01803 0,01806 0,01812 0,01819 0,01826 0,01836 0,01848 Dk(n) 0,151 0,161 0,164 0,161 0,150 0,132 0,108 0,076 Jk(n) 1,197 1,287 1,314 1,286 1,187 1,024 0,807 0,518 Третья Y3=1.045 V, км/ч 15,9 31,9 47,9 63,8 79,8 95,8 111,8 127,7 f(V) 0,01802 0,01807 0,01816 0,01829 0,01845 0,01865 0,01888 0,0191 Dk(n) 0,096 0,102 0,101 0,096 0,085 0,068 0,046 0,019 Jk(n) 0,732 0,788 0,777 0,729 0,624 0,463 0,254 0 Четвертая Y4=1.029 V, км/ч 23,2 46,3 69,5 92,6 115,7 138,9 162,1 185,2 f(V) 0,01804 0,01815 0,01834 0,0186 0,0189 0,0189 0,0198 0,0204 Dk(n) 0,065 0,066 0,062 0,052 0,036 0,015 -0,016 -0,042 Jk(n) 0,447 0,456 0,416 0,318 0,162 -0,041 -0,342 -0,595 Рисунок №5 Вpемя разгона автомобиля на k-й передаче находится по формуле: tpk = tk + tпk , где tk – время движения на передаче, с; tпk – время переключения передачи,с; tпk=0,5. Время движения с ускорение на k-ой передаче tk, можно найти по формуле: , гдеVн и Vк – скорости начала и конца разгона на передаче. Приближенно время разгона можно найти суммированием элементарных временных интервалов, на которых можно полагать ускорение постоянным. Эти временные интервалы dtj (с) будут равны отношению приращения скоростей движения dVj (м/с) к средним за интервал ускорениям Jcpj (м/с2) n n dVj n 2*(Vj – Vj-1) tk = S dtj = S ¾¾ = S ¾¾¾¾¾¾ , j=1 j=1 Jcpj j=1 Jj + Jj-1 где Jcpj = 0.5*(Jj + Jj-1), J0 = 0. Пpи расчете следует учитывать снижение скорости движения автомобиля при переключении передач на величину dVп = 9.81 * tпk * f(V). Поэтому начальная скорость движения после переключения передачи будет определяться по формуле Vн = Vk – dVп. Путь разгона автомобиля на k-й передаче находится по формуле: Spk = Sk + Sпk , где Sk – путь движения на передаче, м; Sпk – путь, проходимый автомо­билем при переключении передачи, м. Путь разгона можно вычислить путем интегрирования ускорения или приближенно, суммированием элементарных приращений пути dSj : n n n (Vj + Vj-1) Sk = S dSj = S Vcp dtj = S ¾¾¾¾¾ dtj . j=1 j=1 j=1 2 Путь, пройденный автомобилем за время переключения передачи, определяется по формуле Sпk= 0.5 * tпk * [Vk + (Vk – dVп)] или с учетом выражения: Sпk = [Vk – 0.5 * 9.81 * tпk * f(V)] * tпk , где Vk – конечная скорость на передаче Результаты расчетов представленны в таблицах 9 и 10. По результатам расчета строятся графики времени и пути разгона в зависимости от скорости автомобиля. Таблица №9 Интервал скоростей и характеристики переключения передач. Передача Скорость, м/с tnk, c dVn,м/c Snk, м f(Vk) Vн Vk Первая 1,83 9,19 0,5 0,088 4,57 0,0181 Вторая 9,1 19,92 0,5 0,09 9,94 0,0183 Третья 19,83 31,04 0,5 0,093 15,5 0,0189 Четвертая 30,95 38 0,5 - - - Таблица №10 Расчет времени и пути разгона автомобил на передачах. Передача Скорость, км/ч (м/с) Ускорение, м/с2 Jср. м/с2 dt, c t, c Vcp., км/ч (м/с) dS, м S, м Vj-1 Vj Jj-1 Jj Первая 6,6(1,8) 13,2(3,7) 1,78 1,91 1,85 1,03 1,03 9,9(2,8) 2,9 2,9 13,2(3,7) 19,8(5,5) 1,91 1,97 1,94 0,93 1,96 16,5(4,6) 4,3 7,2 19,8(5,5) 26,5(7,4) 1,97 1,94 1,95 0,97 2,93 23,2(6,5) 6,3 13,5 26,5(7,4) 33,1(9,2) 1,94 1,83 1,89 0,95 3,88 29,8(8,3) 7,9 21,4 Вторая 32,8(9,1) 41(11,4) 1,31 1,29 1,3 1,77 5,65 36,9(10,3) 18,1 39,5 41(11,4) 51,2(14,2) 1,29 1,19 1,24 2,26 7,91 46,1(12,8) 28,9 68,4 51,2(14,2) 61,5(17,1) 1,19 1,03 1,11 3,22 11,13 56,4(15,7) 50,6 119 61,5(17,1) 71,7(19,9) 1,03 0,81 0,92 3,04 14,17 66,6(18,5) 56,2 175,2 Третья 71,4(19,8) 79,8(22,2) 0,69 0,62 0,65 3,7 17,87 75,6(21) 77,7 252,9 79,8(22,2) 95,8(26,6) 0,62 0,46 0,54 8,15 26,02 87,8(24,4) 198,9 451,8 95,8(26,6) 104,4(29) 0,46 0,35 0,4 6 32,02 101,1(27,8) 166,8 618,6 104,4(29) 111,8(31) 0,35 0,25 0,3 6,67 38,69 108,1(30) 200 818,6 Четвертая 111,4(31) 115,7(32) 0,2 0,16 0,18 6,67 45,36 113,6(31,5) 210 1028,6 115,7(32) 127,8(36) 0,16 0,08 0,12 28,4 73,69 121,8(33,8) 958,2 1986,8 127,8(36) 136,8(38) 0,08 0 0,04 62,5 136,2 132,3(36,8) 2300 4286,8 Рисунок №6 Время и путь разгона автомобиля. Теоретический тормозной путь подсчитывается по формуле: Sт=Vт2 /(2*9.81*φ), Где Vт – скорость начала торможения м/с; φ – коэффициент сцепления. Остановочный путь определяется с учетом квалификации водителя, типа и состояния тормозной системы в эксплуатации и вычесляется по формуле: So=Sт*Kэ+(tp+tт)*Vт, где tp – время реакции водителя, tp=1,2c; tт – время запаздывания срабатывания тормозной системы, tт=0,2с; Кэ – коэффициент, учитывающий эксплуатационное состояние тормозов, Кэ=1,5с. Расчет тормозного и остановочного путей производится для всего возможного диапазона скоростей движения микроавтобуса РАФ-2203 по горизонтальной дороге с коэффициентом сцепления φ=0,6. Результаты вычислений представленны в таблице №11 и на графике. Таблица №11 Результаты расчета тормозного и остановочного пути. Скорость Vт, м/с 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Путь Sт, м 2,12 8,49 19,11 33,98 53,09 76,45 104,06 135,92 172,02 212,37 Тупь Sо, м 10,18 26,74 49,67 78,97 114,64 156,68 205,09 259,88 321,03 388,56 Рисунок №7 Максимальное замедление автобуса и тормозные моменты на колесах в значительной степени определяются состоянием дороги. Реакции между колесами и дорогой вычисляются по формулам: Z1=9,81*(G1+(Ga* φ*Hg)/La), Z2=9,81*(G2-(Ga* φ*Hg)/La), где Z1 и Z2 – реакции между дорогой и, соответственно, передними и задними колесами, H; G1 и G2 – масса автомобиля приходящаяся на передние и задние колеса, соответственно, Н; Hg – вертикальная координата (высота) центра тяжести автомобиля, м, Hg=0,75; La – база автомобиля, м. Тормозные моменты на колесах вычисляются по формулам: Мт1=Z1* φ*Rk; Мт2=Z2* φ*Rk, Где Rk – радус качения колеса, м. Результаты расчетов представленны в таблице №12. Максимальное замедлени находится по формуле: Jmax=9,81*φ; Jmax=9,81*0,6=5,89 м/с2 . Таблица №12 Тормозные моменты на колесах автомобиля. Коэффициент сцепления φ 0,1 0,3 0,5 0,7 0,9 Реакции, Н Z1 13269 14790 16313 17835 19357 Z2 13316 11794 10272 8750 7228 Тормозные моменты, Н*м Мт1 452 1512 2781 4257 5940 Мт2 454 1207 1751 2089 2218 Рисунок №8 Для проверки правильности расчетов вычисляется значение φ, соответствующее точке пересечения зависимостей Z1(φ) и Z2(φ). Это значение должно совпадать с вычисленным по формуле: φ =(a-b)/(2*Hg), где a и b – горизонтальные координаты центра тяжести автомобиля, вычисляемые по формулам: a=La*G2/Ga; b=La*G1/Ga. La=a+b Проверка: а=2,62*1436/2710=1,39; b=2,62*1275/2710=1,23 La=2,62 φ =(1,39-1,23)/(2*0,75)=0,16/1,5=0,11 Расчеты выполненыверно, т.к.вычесленное значение φ=0,11 совпадает с графическим значение φ. 6. Мощностной баланс и путевой расход топлива. Под мощностным балансом понимается распределение мощности двигателя по видам сопротивлений движению автомобиля с учетом потерь на трение. Исхлдными для расчета являются зависимости эффективной мощности Ne(n) и удельного эффективного расхода топлива ge(n) от частоты вращения коленчатого вала n и результаты тягового расчета. Вычисление мощностных характеристик производится по следующим формулам: 1. Мощность, подводимая к ведущим колесам автомобиля: Nk(n)=Ne(n)*ηтр, где ηтр – КПД трансмиссии. 2. Потери мощности в трансмиссии на трение Nт(n)=Ne(n)*(1- ηтр). 3. Мощность, затрачиваемая на преодоление сил сопротивления: - воздуха Nw(n)=V(n)*Pw(n)/3600, - качению Nf(n)=V(n)*Pf(n)/3600. 4. Запас мощности Nз(n)=Nk(n)-Nw(n). 5. Мощность двигателя, необходимая дл равномерного движения автомобиля по горизонтальной дороге Nрд(n)=(Nf(n)+Nw(n))/ ηтр 6. Путевой расход топлива