Анализ тягово-скоростных свойств автомобиля Audi A8

Выбор исходных данных

Задание. Сделать анализ тягово-скоростных свойств автомобиля,AUDIA8 если коэффициент суммарного дорожного сопротивления y=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 в

ращения 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 h……………………………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 - Py - 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:

Py = yG (5)

Где G = gm – полный вес автомобиля;

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

G = 9,81 × 2200 = 21582Н;

Py = 0,02 × 21582 = 431,64Н;

Силы сопротивления воздуха:

(6)

где F – лобовая площадь, м2;

V – скорость автомобиля, км/ч.

F = a × Bг × Hг (7)

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

F = 0,8 × 1,88× 1,42=2,13 м2

Силу сопротивления разгону, H:

(8)

где d - 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 (Py+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 d = 1,04 + 0,04 × uki2 × uPB2 предварительно рассчитывается для каждой передачи

d1=1,04+0,04×uk12=1,04+0,04×3.52=1,53;

d2=1,04+0,04×uk22=1,04+0,04×1,942=1,19;

d3=1,04+0,04×uk32=1,04+0,04×1,32=1,1;

d4=1,04+0,04×uk42=1,04+0,04×0,942=1,07;

d5=1,04+0,04×uk52=1,04+0,04×0,7892=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

 Скачать реферат