Краткий анализ полученных данных

1.5.4 Краткий анализ полученных данных

С помощью динамической характеристики можно решать различные задачи, возникающие при эксплуатации автомобиля.

Поэтому после построения характеристики, обязательно должен быть выполнен ее анализ с использованием конкретных полученных данных и рассмотрены возможные случаи применения в реальных условиях эксплуатации автомобиля.

1.  Автомобиль будет работать в заданных дорожных условиях, характеризуемых приведенным коэффициентом дорожных сопротивлений ψ₁=0,03, ψ₂=0,04, ψ₃=0,05, максимальные скорости он сможет развивать 24 м/с со значениями коэффициента Г=1 и Г=2.

2. Определить значение динамического фактора D_φ, ограничиваемое сцеплением φ_сц ведущих колес с дорогой.

Для автомобиля с задними ведущими колесами:

D_φ= φ_сц∙λ_к-Р_w/G

где: λ_к – коэффициент нагрузки ведущих колес.

D_φ=0,7∙0,7-2728,1/187282,7=0,475

3. Определим из динамической характеристики:

- максимальную скорость при установившемся движении в наиболее типичных для данного вида автомобиля дорожных условиях. Скорость будет равна: V=24 м/с. Значения f при этом для различных дорожных условий принимаются из соотношения:

ψ=(1,2…1,3)∙f

ψ=0,03

ψ=0,04

ψ=0,05

- динамический фактор на прямой передаче при наиболее употребительной для данного автомобиля скорости движения равен: D=0,036.

- максимальное значение динамического фактора на прямой передаче D=0,053 и соответствующая скорость движения V=16,5 м/с.

- максимальное значение динамического фактора на низшей передаче D=0,49.

- максимальные значения динамического фактора на промежуточных передачах: D=0,289 – для второй передачи, D=0,17 - для третей передачи, D=0,099 - для четвертой передачи.

2. Топливная экономичность автомобиля

Одна из важнейших народнохозяйственных задач на современном этапе развития – снижение расхода топлива при работе автотранспортных средств.

Эта задача приобретает особую актуальность, если учесть, что по объёму перевозок грузов и пассажиров автомобильный транспорт занимает первое место среди всех других видов транспорта. Автомобильный транспорт потребляет примерно 15% энергоресурсов или почти 20 млн. т. условного топлива, при этом затраты на него при эксплуатации достигают 25…35% стоимости перевозок. На расход горючего при работе автотранспорта в той или иной степени влияет множество конструктивных, технических, эксплуатационных и других факторов и показателей.

Одним из основных измерителей топливной экономичности как эксплуатационного свойства принято считать количество топлива Q_s, расходуемое на 100 км пути при равномерном движении с определённой скоростью в заданных дорожных условиях.

Расход топлива, л/100 км:

Q_s=Q_мгн∙t_i,

где: Q_мгн – мгновенный расход топлива двигателем автомобиля, л;

Q_si=(g_ei∙N_ei/10³∙ρ_т)∙(100/3.6∙V_i),

где: g_ei – удельный расход топлива, соответствующий данному режиму работы двигателя, г/кВт∙ч.

N_ei – мощность, развиваемая двигателем при работе автомобиля в рассматриваемых условиях, кВт; ρ_т – плотность топлива, кг/л, равная 0,85; V_i – скорость движения автомобиля, м/с.

t_i=100/(3.6∙V_i)

t_i=100/(3.6∙16,5)=1,7 ч

t_i=100/(3.6∙18,4)= 1,5 ч

t_i=100/(3.6∙20,3)=1,4 ч

t_i=100/(3.6∙22,1)=1,3 ч

t_i=100/(3.6∙24)=1,2 ч

t_i=100/(3.6∙25,6)=1,1 ч

Мощность двигателя N_ei, затрачиваемая на преодоление сопротивления дороги Р_ψ и воздуха P_w (в Н):

N_ei=[( Р_ψ+ P_w)∙ V_i]/10³∙η_тр,

N_ei=[(5618,5+2728,1)∙16,5]/1000∙0,876=157,1

N_ei=[(5618,5+2728,1)∙18,4]/1000∙0,876=175,2

N_ei=[(5618,5+2728,1)∙20,3]/1000∙0,876=193,3

N_ei=[(5618,5+2728,1)∙22,1]/1000∙0,876=210,5

N_ei=[(5618,5+2728,1)∙24]/1000∙0,876=228,6

N_ei=[(5618,5+2728,1)∙25,6]/1000∙0,876=243,8

N_ei=[(7491,3+2728,1)∙16,5]/1000∙0,876=192,4

N_ei=[(7491,3+2728,1)∙18,4]/1000∙0,876=214,5

N_ei=[(7491,3+2728,1)∙20,3]/1000∙0,876=236,7

N_ei=[(7491,3+2728,1)∙22,1]/1000∙0,876=257,7

N_ei=[(7491,3+2728,1)∙24]/1000∙0,876=279,8

N_ei=[(7491,3+2728,1)∙25,6]/1000∙0,876=298,5

N_ei=[(9364,1+2728,1)∙16,5]/1000∙0,876=227,6

N_ei=[(9364,1+2728,1)∙18,4]/1000∙0,876=253,9

N_ei=[(9364,1+2728,1)∙20,3]/1000∙0,876=280,1

N_ei=[(9364,1+2728,1)∙22,1]/1000∙0,876=304,9

N_ei=[(9364,1+2728,1)∙24]/1000∙0,876=331,1

N_ei=[(9364,1+2728,1)∙25,6]/1000∙0,876=353,2

Сопротивление дороги:

Р_ψ=ψ∙G

Р_ψ=0,03∙187282,7=5618,5 Н

Р_ψ=0,04∙187282,7=7491,3 Н

Р_ψ=0,05∙187282,7=9364,1 Н

=63,7

=64,4

=64,8

=66,3

=70

=∞

=81

=81,1

=80,8

=82

=85,7

=∞

=98,2

=97,8

=96,8

=97,7

=101,4

=∞

Для наглядного представления о топливной экономичности проектируемого автомобиля при различных условиях установившегося движения строится экономическая характеристика Q_s=f(V). На оси ординат откладываются в принятом масштабе значения Q_s, л/100 км, а на оси абсцисс скорость движения V, м/с.

Порядок построения экономической характеристики.

Для различных скоростных режимов движения автомобиля из зависимости

V_i=0,105 ∙r_к∙n_i/i_тр

определяют значения частоты вращения коленчатого вала двигателя n (в мин^-1):

n_i=V_i∙i_тр/0,105∙r_к

Зная частоту вращения коленчатого вала из соответствующих скоростных характеристик в зависимости от типа двигателя, определяют значения g_ei.

Определяют мощность двигателя N_ei требуемую для движения автомобиля с разными скоростями на заданной дороге, характеризуемой соответствующим приведенного коэффициента сопротивления ψ. Расчеты ведутся до скорости, при которой двигатель загружается на максимальную мощность N_v. Переменной величиной при этом является только скорость движения V_i, все остальные показатели, входящие в формулу для определения N_ei, являются при движении на заданной дороге, постоянными величинами (f, m_o, m_г, k_w, ρ_в, F).

Таблица 4.

ψ	Vi, м/с	ni, мин-1	Рψ, Н	Pw, Н	Nei, кВт	gei, г/кВтч	ti, ч	Qsi, л/100км
0,03	16,5	1448	5618,5	2728,1	157,1	247,5	1,7	63,7
	18,4	1611	5618,5	2728,1	175,2	239, 5	1,5	64,4
	20,3	1774	5618,5	2728,1	193,3	229,7	1,4	64,8
	22,1	1937	5618,5	2728,1	210,5	224,5	1,3	66,3
	24	2100	5618,5	2728,1	228,6	225	1,2	70
	25,6	2241	5618,5	2728,1	243,8	∞	1,1	∞
0,04	16,5	1448	7491,3	2728,1	192,4	247,5	1,7	81
	18,4	1611	7491,3	2728,1	214,5	239, 5	1,5	81,1
	20,3	1774	7491,3	2728,1	236,7	229,7	1,4	80,8
	22,1	1937	7491,3	2728,1	257,7	224,5	1,3	82
	24	2100	7491,3	2728,1	279,8	225	1,2	85,7
	25,6	2241	7491,3	2728,1	298,5	∞	1,1	∞
0,05	16,5	1448	9364,1	2728,1	227,6	247,5	1,7	98,2
	18,4	1611	9364,1	2728,1	253,9	239, 5	1,5	97,8
	20,3	1774	9364,1	2728,1	280,1	229,7	1,4	96,8
	22,1	1937	9364,1	2728,1	304,9	224,5	1,3	97,7
	24	2100	9364,1	2728,1	331,1	225	1,2	101,4
	25,6	2241	9364,1	2728,1	353,2	∞	1,1	∞

Подставляя найденные для разных скоростей движения автомобиля значения g_ei, N_ei, t_i в формулу , подсчитываем искомые значения расхода топлива Q_si.

Полученные значения n_i, V_i, g_ei, N_ei, Q_si при разных скоростях движения автомобиля сводятся в таблицу 4 с указанием, к какой дороге они относятся.

Аналогичным образом рассчитываются и строятся на экономической характеристике кривые Q_si для других дорожных условий и на каждой такой кривой указывается значение соответствующего ей коэффициента ψ приведенного сопротивления дороги.

Для анализа экономической характеристики на ней проводятся две резюмирующие кривые: огибающая кривая а-а максимальных скоростей движения на разных дорогах, соответствующая полному использованию установленной мощности двигателя N_v, и кривая с-с наиболее экономичных скоростей, соответствующих минимальному расходу топлива в заданных дорожных условиях.

2.1 Анализ экономической характеристики

Анализ полученных данных экономической характеристики в обязательном порядке включает следующие моменты:

1.  Наиболее экономичные скорости движения на всех дорожных покрытиях: при y=0,03 V=16,5 , при y=0,04 V=20,3 , при y=0,05 V=20,3. Минимальные значения расхода горючего на 100 км пути: при y=0,03 Q_s=63,7 , при y=0,04 Q_s=80,8 , при y=0,05 Q_s=96,8.

2.  Объяснить характер изменения кривых топливной экономичности в различных дорожных условиях, чем обусловлено увеличение расхода топлива при отклонении от наиболее экономичных скоростей движения вправо и влево.

3.  Контрольный расход топлива при равномерном движении с полной нагрузкой двигателя на прямой передаче равен Q_s=80.

4.  Контрольный расход топлива автомобиля- прототипа Q_s=27. У спроектированного автомобиля расход больше т.к. у этого двигателя больше мощность.

5.  Исходя из запаса хода S_зап=500 км автомобиля, т.е. пути, который может пройти груженый автомобиль без дополнительной заправки топливом при движении по дороге с улучшенным покрытием, определим ориентировочную вместимость V_б топливного бака (в л) по зависимости:

V_б=Q_s∙ S_зап/100

V_б=101,4∙500/100=507 л

Основные показатели спроектированного автомобиля сельскохозяйственного назначения результаты сводим в таблицу.

Литература

1.Скотников В.А., Мащенский А.А., Солонский А.С. Основы теории и расчета трактора и автомобиля. М.: Агропромиздат, 1986.

2.Литвинов А.С., Фаробин Я.Е., Автомобиль: Теория эксплуатационных свойств. М.:Машиностроение, 1989.

3.Мащенский А.А., Солонский М.А., Поздняков Н.А. Тягово-скоростные свойства и топливная экономичность автомобиля. Мн:БГАТУ, 2002.