Оценка приспособляемости ДВС

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

"Пермский национальный исследовательский политехнический университет"

Автодорожный факультет

Кафедра автомобили и технологические машины

По дисциплине «Математические модели движения транспортных средств»

На тему: «теоретическая оценка возможности работы автомобиля в заданных условиях эксплуатации»

Выполнил: студент гр. А-12-2

Козырин Н.С.

Проверил: преподаватель

Свиридов Е.В.

Пермь 2013

ПНИПУ

Кафедра «Автомобили и технологические машины»

Задание

На курсовую работу по дисциплине «Математические модели

движения транспортных средств»

студенту группы А-12-1

Тема: Оценка возможности движения транспортного средства в заданных условиях эксплуатации

Марка автомобиля ВАЗ-2110

Тип дороги мокрый асфальт

Руководитель и консультант Свиридов Е.В.

Дата выдачи задания 01.09.2013г.

Содержание

Содержание

• Исходные данные для расчетов…………………………………..……….4

• Расчет и построение внешней скоростной характеристики двигателя…………………………………………………………………....7

• Расчет КПД и передаточных чисел трансмиссии……………………….11

• Расчет показателей тяговой характеристики……………………………13

• Расчет и построение динамического паспорта………………………….16

• Оценка разгонных свойств АТС. Расчет и построение графиков ускорений, времени и пути разгона……………………………………...20

• Расчет и построение мощностной характеристики…………………….26

• Расчет и построение топливно – экономической характеристики…….30

Список литературы…………………………………………………………..34

Объектом исследования является автомобиль ВАЗ-2111, выпускающийся Волжским автомобильным заводом с 1997 года. Кузов автомобиля ВАЗ-2111 закрытый, 4-дверный,универсал.

Краткая техническая характеристика представляется в таблице 1.1

Исходные данные для расчетов

Таблица 1.1 – Краткая технологическая характеристика АТС.

Показатели	Ед. измерения	Условное обозначение	Численное значение	Примечание
Колесная схема:	-		4х2	/3/
Особенности привода:	-		Передний	/3/
Число мест (вместительность):	Чел.			/3/
Грузоподъемность:	Кг.	M1		/3/
Снаряженная масса:	Кг.	M2		/3/
Полная масса:	Кг.	М=M1+M2		/3/
В т.ч. на переднюю ось:	Кг.	M3		/3/
На заднюю ось:	Кг.	M4		/3/
Габаритные размеры:				/3/
-длина	Мм.	L1
-ширина	Мм.	B1
-высота	Мм.	H1
Максимальная скорость:	Км/ч.	Vм		/3/
Тормозной путь с 80км/ч.	М.	S1	35,8	/3/
Контрольный расход топлива				/3/
-при 90км/ч.	л/100км.	Q	5.5	/3/
Марка двигателя			ВАЗ21126	/3/
Тип двигателя, Особенности конструкции и расположения			Бензиновый, четырехцилиндровый, рядный, с системой распределенного впрыска топлива и искровым зажиганием	/3/
Номинальная (максимальная) мощность двигателя при частоте вращения коленчатого вала	кВт   об/мин		65,5	/3/
Удельный расход Топлива при номинальной мощности:	г/кВт*ч	ge(NH)		/3/
Максимальный крутящий момент при частоте вращения коленчатого вала:	Н*М     Об/мин	Мe max     NM		/3/
Передаточные числа:				/3/
-Главная передача		U0	3,7
Коробки передач:
1-я передача		Uпк1	3.636
2-я передача		Uкп2	1.95
3-я передача		Uкп3	1.357
4-я передача		Uкп4	0.941
5-я передача		Uкп5	0.784
Размерность пневматических шин			175/65R14
Радиус качания колес	м	Rk	0,26	/3/

Таблица 1.2- Принятые значения коэффициентов

Наименование	Условное обозначение	Числовое значение	Примечание
Коэффициент холостых потерь в трансмиссии	Kхол	0.04	2//
Коэффициент эксплуатационной загрузки	χ		/2/
КПД цилиндрической пары зубчатых колес	ηц	0.99	/2/
КПД конической пары зубчатых колес	ηк	0.98	/2/
КПД карданного шарнира	ηкар	0.995	/2/
Коэффициент сопротивления качению (табличный)	FR	0.012	/2/
Коэффициент сцепления с дорогой	φ	0,4	/2/
Коэффициент аэродинамического сопротивления, Н с2/м2	Cr	0,35	/2/

Расчет и построение внешней скоростной характеристики двигателя.

Оценка приспособляемости ДВС.

Расчетные формулы:

Эффективная мощность двигателя для интересующего режима работы, кВт;

N_e=N_{H max}(a*(λ) + b*(λ)² c*(λ)³) (2.1)

λ=0.2…1,2, соответственно, для λ=0,2 - 1000 об/мин

Для 1000 об/мин N_e=65,5*(1*(λ) +1*(λ)²-1*(λ)³=15,2 кВт;

Эффективный крутящий момент на коленчатом валу, Н*м;

M_e=9550*(N_e/n_д) (2.2)

Для 1000 об/мин M_e=9550*(15.2/1000)=145,16 Нм;

Эффективный удельный расход топлива, г/кВт*ч;

g_e=g_eн(a_t- b_tλ_д+с_tλ_д²); (2.3)

Для 1000 об/мин g_e = 230*(1- 1*0,2 + 1*0,04) = 193,2 г/кВт*ч;

Коэффициент приспособляемости двигателя по нагрузке определяется по формуле:

(2.4)

К_м =156,2/125,1 = 1,25;

где М_еmax – максимальное значение крутящего момента, Н×м;

М_Н – значение крутящего момента при номинальной мощности, Н×м.

Коэффициент приспособляемости по частоте вращения определяется по формуле:

K_w = n_н/n_м, (2.5)

K_w = 5000/2500 = 2;

где n_м – частота вращения коленчатого вала при М_емах, об/мин.

n_н – номинальная частота вращения коленчатого вала.

Коэффициент, характеризующий скоростной режим работы ДВС:

λ_д = n_д/n_н, (2.6)

Таблица 2.1 – Выходные данные двигателя

№ n/n	λд	nд, об/мин	Ne, кВт	Ме, Н×м	ge, г/кВт×ч	Примечание
	0,2		15,2	145,2	193,2	Nн = 65,5 Ne = 5000 gен = 230 KM = 1,25 Kω = 2
	0,3		23,8	151,5	181,7
	0,4		32,4	154,7	174,8
	0,5		40,9	156,2	172,5
	0,6		48,7		174,8
	0,7		55,5	151,4	181,7
	0,8		60,8	145,1	193,2
	0,9		64,2	136,2	209,3
	1,0		65,5	125,1
	1,1		64,1	111,3	255,3
lмах	1,2		59,7		285,2

Рисунок 2.1 – Внешняя скоростная характеристика двигателя

Вывод: согласно расчетам и диаграмме внешней скоростной характеристики, максимальный крутящий момент в заданных дорожных условиях 156,2 Н*м при 2500 об/мин, максимальная мощность двигателя 65,5 кВт при 5000 об/мин. Коэффициент приспособляемости двигателя по нагрузке =1,25, коэффициент приспособляемости двигателя по частоте вращения K_w=2.