Проектировочный расчет автомобиля ВАЗ-2108 (стр. 3 из 4)
6.3 Время разгона
Графически интегрируем график значений обратных ускорений. По графику величин обратных ускорений строим огибающую. Ее отрезок на промежутке от 0 до 27.7 м/с делим на равные части и из центра этих отрезков проводим линии до пересечения с огибающей, проецируя их на ось обратных ускорений. Далее значения отрезков на оси обратных ускорений и разницу между концом и началом отрезков оси ординат подставим в формулу:
Δt=1/ja*ΔV (28), Δt1=5* (14-7) =35, Δt2=5* (28-21) =35, Δt3=6* (42-35) =42, Δt4=10* (56-49) =70
Результаты измерений и расчетов заносим в таблицу 6.
Таблица 6 - Интегрирование графика обратных ускорений
| 1/ja, мм | ΔV мм | Δt мм² |
| 5 | 7 | 35 |
| 5 | 7 | 35 |
| 6 | 7 | 42 |
| 10 | 7 | 70 |
Из таблицы 6 имеем:
∑ Δt=35+35+42+70=182 мм²
Определим время разгона до скорости 27,7 м/с по формуле:
t=∑ Δt*a*b, (29)
где a - масштаб скорости MVa, м*с/мм; МVa=0,5 м/с/мм
b - масштаб обратного ускорения M1/ja, с²*м/мм; М1/ja=0,1 с2/м/мм.
t=182*0,5*0,1=91с
Время разгона от скорости Vo до скорости V1 определяется по формуле:
t1= Δt1*a*b. (30)
t1=35*0,5*0,1=1,75c
Время разгона от скорости V1 до скорости V2 определяется по формуле:
t2= (Δt1+ Δt2) *a*b. (31)
t2= (35+35) *0,5*0,1=3,5c
Аналогично находим t3, t4, до скорости 27,7 м/с
По полученным значениям t и графику обратных ускорений определяем значения Vaи результаты приводим в таблицу 7.
Таблица 7 - Время разгона
| t, с | 1,75 | 3,5 | 3,85 | 5,6 |
| Va, м/с | 7 | 14 | 21 | 27,7 |
По значениям таблицы 7 строим график пути разгона - рисунок 7.
Путь разгона. Путь разгона можно определить с помощью интегрирования кривой t=f (Va). Результаты измерений занесем в таблицу 8.
Таблица 8 - Интегрирование графика пути разгона
| t, мм | ΔV, мм | ΔS, мм² |
| 10 | 13,85 | 138,5 |
| 29 | 13,85 | 401,65 |
| 37 | 13,85 | 512,45 |
| 44 | 13,85 | 609,4 |
Из таблицы 8 имеем:
∑ΔS=138,5+401,65+512,45+609,4=1662 мм²
Путь разгона до скорости 27,7 м/с определим по формуле:
S=∑ΔS*a*c; (32)
где a - масштаб скорости a, м*с/мм; a=4 м/с/мм; с - масштаб времени с, с/мм; c=0,1 с/мм.
S=1662*4*0,1=664,8 м.
7. Построение графика мощностного баланса
Иногда для решения задач удобнее пользоваться графиком мощностного баланса. Используя внешнюю скоростную характеристику, для каждой передачи определяем Ne как функцию от скорости Va.
Чтобы учесть несоответствие между мощностями, тяговую мощность определяют так:
Nт=Ne*ηт*Кp (33)
Nт1=8,9*0,9*0,8=6,408 кВт
Nт2=29,72*0,9*0,8=21,41 кВт
Данные расчета сводим в таблицу 9.
Таблица 9 - Мощностной баланс автомобиля
| Передача | Параметр | Частота вращения коленвала двигателя, мин-1 | ||||||
| 500 | 1500 | 2500 | 3500 | 4500 | 5500 | |||
| I | Va, м/с | 1,2 | 3,6 | 6,1 | 8,5 | 11 | 13,4 | |
| Рв, Н | 0,92 | 8,25 | 24 | 46 | 77 | 114,5 | ||
| Nв, кВт | 0,0011 | 0,03 | 0,146 | 0,391 | 0,847 | 1,575 | ||
| Ne, кBт | 8,9 | 29,72 | 50,82 | 67,8 | 76,2 | 71,69 | ||
| Nт, кВт | 6,408 | 21,41 | 36,57 | 48,8 | 54,86 | 51,63 | ||
| Nд, кВт | y=0,015 | 0,319 | 0,956 | 1,62 | 2,257 | 2,92 | 3,558 | |
| y=0,02 | 0,425 | 1,2745 | 2,16 | 3 | 3,9 | 4,744 | ||
| y=0,025 | 0,531 | 1,59 | 2,7 | 3,76 | 4,87 | 5,93 | ||
| II | Va, м/с | 1,9 | 5,7 | 9,5 | 13,3 | 17,1 | 21 | |
| Рв, Н | 2,3 | 20,7 | 57,5 | 112,7 | 186,4 | 281 | ||
| Nв, кВт | 0,004 | 0,118 | 0,546 | 1,5 | 3, 19 | 5,9 | ||
| Ne, кBт | 8,9 | 29,72 | 50,82 | 67,8 | 76,2 | 71,69 | ||
| Nт, кВт | 6,408 | 21,41 | 36,57 | 48,8 | 54,86 | 51,63 | ||
| Nд, кВт | y=0,015 | 0,504 | 1,513 | 2,52 | 3,53 | 4,54 | 5,576 | |
| y=0,02 | 0,67 | 2,02 | 3,36 | 4,7 | 6,05 | 7,43 | ||
| y=0,025 | 0,84 | 2,52 | 4,2 | 5,88 | 7,57 | 9,3 | ||
| III | Va, м/с | 2,9 | 8,9 | 14,9 | 20,9 | 26,7 | 32,7 | |
| Рв, Н | 5,4 | 50,5 | 141,5 | 278,5 | 454 | 682 | ||
| Nв, кВт | 0,016 | 0,449 | 2,1 | 5,82 | 12,12 | 22,3 | ||
| Ne, кBт | 8,9 | 29,72 | 50,82 | 67,8 | 76,2 | 71,69 | ||
| Nт, кВт | 6,408 | 21,41 | 36,57 | 48,8 | 54,86 | 51,63 | ||
| Nд, кВт | y=0,015 | 0,77 | 2,36 | 3,96 | 5,55 | 7,09 | 8,68 | |
| y=0,02 | 1,03 | 3,15 | 5,3 | 7,4 | 9,45 | 11,6 | ||
| y=0,025 | 1,28 | 3,94 | 6,6 | 9,25 | 11,8 | 14,5 | ||
| IV | Va, м/с | 4,7 | 14 | 23,4 | 32,7 | 42 | 51,4 | |
| Рв, Н | 14 | 125 | 349 | 682 | 1124 | 1684 | ||
| Nв, кВт | 0,066 | 1,75 | 8,17 | 22,3 | 47,2 | 86,5 | ||
| Ne, кBт | 8,9 | 29,72 | 50,82 | 67,8 | 76,2 | 71,69 | ||
| Nт, кВт | 6,408 | 21,41 | 36,57 | 48,8 | 54,86 | 51,63 | ||
| Nд, кВт | y=0,015 | 1,25 | 3,72 | 6,21 | 8,7 | 11,15 | 13,65 | |
| y=0,02 | 1,66 | 4,95 | 8,3 | 11,6 | 14,87 | 18,2 | ||
| y=0,025 | 2,08 | 6,2 | 10,3 | 14,5 | 18,6 | 22,75 | ||
Мощность, затрачиваемую на преодоление сопротивления воздуха, определим по формуле:
Nв=Рв*Va/1000 (34)
I Nв1=0,92*1,2/1000=0,0011 кВт
IINв1=1,9*2,3/1000=0,004 кВт
Аналогично проводим расчёт для каждой из передач для следующих значений оборотов коленвала двигателя, и результаты расчётов сводим в таблицу 9.
Мощность, затрачиваемую на преодоление сопротивления дороги определим по формуле:
Nд=Ga*ψ*Va/1000, (35), I Nд1=17701,25*0.015*1,2/1000=0,319
II Nд1=17701,25*0,015*1,9/1000=0,504
Аналогично проводим расчёт для каждой из передач для следующих значений оборотов коленвала двигателя и для различных коэффициентов y=0,015; y=0,02; y=0,025. Данные расчета сводим в таблицу 9.
По данным таблицы 9 строится график мощностного баланса рисунок 8.
8. Построение экономической характеристики автомобиля
Текущее значение использования мощности в% определяется по формуле:
И=100 [ (Nд+Nв) /Ne*ηт*Кp] (36)
Рассчитаем текущее значение использования мощности на четвёртой передачи:
И500= 100 [ (1,25+0,066) /8,9*0,95*0,8] =20,54%
Аналогично проводим расчёт для следующих значений оборотов коленвала двигателя и для различных коэффициентов y=0,015; y=0,025, и результаты расчётов сводим в таблицу 10.
Таблица 10. Топливная экономичность автомобиля. (IV передача)
| Параметры | Скоростной режим работы двигателя, n мин-1 | ||||||
| 500 | 1500 | 2500 | 3500 | 4500 | 5500 | ||
| Va, м/с | 4,7 | 14 | 23,4 | 32,7 | 42 | 51,4 | |
| NB, кВт | 0,066 | 1,75 | 8,17 | 22,3 | 47,2 | 86,5 | |
| Nе, кВт | 8,9 | 29,72 | 50,82 | 67,8 | 76,2 | 71,69 | |
| NД, кВт | y=0,015 | 1,25 | 3,72 | 6,21 | 8,7 | 11,15 | 13,65 |
| y=0,02 | 1,66 | 4,95 | 8,3 | 11,6 | 14,87 | 18,2 | |
| y=0,025 | 2,08 | 6,2 | 10,3 | 14,5 | 18,6 | 22,75 | |
| И,% | y=0,015 | 20,54 | 25,56 | 39,3 | 63,5 | 106,35 | 194 |
| y=0,02 | 26,9 | 31,3 | 45,01 | 69,4 | 113,3 | 202,8 | |
| y=0,025 | 33,5 | 37,15 | 50,5 | 75,4 | 119,9 | 211,65 | |
| КИ | y=0,015 | 1,24 | 1,15 | 0,963 | 0,804 | 1,074 | 4,85 |
| y=0,02 | 1,31 | 1,065 | 0,905 | 0,8 | 1,185 | 4,26 | |
| y=0,025 | 1,03 | 0,988 | 0,86 | 0,808 | 1,307 | 4,734 | |
| n/nN | 0,106 | 0,32 | 0,53 | 0,745 | 0,96 | 1,17 | |
| Kr | 1,15 | 1,05 | 0,98 | 0,96 | 1,03 | 1,25 | |
| QS, л/100 км. | y=0,015 | 1,53 | 1,89 | 2,4 | 2,935 | 5,63 | 35,64 |
| y=0,02 | 1,83 | 2,14 | 2,6 | 3,2 | 6,6 | 32,73 | |
| y=0,025 | 2,07 | 2,36 | 2,75 | 3,5 | 7,73 | 38 | |
Для каждого значения оборотов коленчатого вала находим коэффициент корректировки расхода топлива Кr по графику Кr=f (nT/nN). Его значения сводим в таблицу 10.
Принимается согласно [2; стр.90]. Его значения сводим в таблицу 10.
Определим коэффициент использования мощности двигателя по формуле:
, (37)где А, В, С - коэффициенты А=1,7; В=2,63; С=1,92.
Определим коэффициент использования мощности двигателя на четвёртой передачи:
КИ500=1,7-2,63*0, 2054+1,92*0, 20542=1,24;
КИ1500=1,7-2,63*25,56+1,92*25,562=1,15.
Аналогично проводим расчёт для следующих значений оборотов коленвала двигателя и для различных коэффициентов y=0,015; y=0,025, и результаты расчётов сводим в таблицу 10.
Определим расход топлива на 100 км по формуле (л/100 км):
, (38)где qN- удельный расход топлива (г/кВт*ч); rТ - плотность топлива rТ=750 г/л. Удельный расход топлива определяется из формулы: