ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 07.11.2023
Просмотров: 79
Скачиваний: 5
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
удельный расход топлива, г/кВтч.
Тогда путевой расход топлива автомобиля с последовательной ГСУ равен:
(23)
Где: ????gmin – мощность ДВС при минимальном удельном расходе топлива, Нт.
Для автомобиля с параллельной ГСУ необходимо учитывать совместную работу ДВС и ЭМ. А именно алгоритм их совместной работы, характеристики согласующего устройства и отношение мощностей двигателей.
Зная значение крутящего момента силовой установки необходимого для движения в ездовом цикле, можно найти недостающее значение момента электрической машины в тяговом или генераторном режиме.
Мс = Мдвс + Мэм. (24)
В случае, если крутящий момент электрической машины в генераторном режиме превышает свое максимально значение, значение крутящего момента ДВС вычисляется по формуле:
Мдвс = Мс − Мэм ???????????? (25)
Также если крутящий момент силовой установки меньше максимального курящего момента ЭМ:
Мс ≤ Мэм ???????????? (26)
Тогда транспортное средство приводится в движение только ЭМ:
Мдвс = 0
Также необходимо обеспечить поддержание заряда накопителя энергии за весь ездовой цикл, расход энергии не должен быть больше выработанной энергии.
Еэм ≤ 0. (27)
Еэм = ∫ ???????????? (28)
Мощность электрической машины в тяговом и генераторном режиме:
1 (29)
(30)
Разработанная методика тягово-динамического расчета автомобиля с ГСУ применима для основных схем ГСУ, учитывает основные конструктивные
особенности ГСУ и позволяет определить необходимые динамические
характеристики.
Разработанная методика топливно-экономического расчета позволяет определить показатель расхода топлива за ездовой цикл, используемый на территории РФ. Данная методика применима к основным схемам ГСУ.
По предложенным методикам тягово-динамического и топливно- экономического расчетов предлагается произвести расчеты автомобилей с различными силовыми установками, мощность которых рассчитана на достижение идентичной максимальной скорости. Автомобиля с ДВС, электромобиля или автомобиля с ГСУ последовательной схемы, автомобиля с ГСУ параллельной схемы с соотношением мощностей ДВС и ЭМ 1 к 15. Для оценки использования данного соотношения мощностей, используемого в преобладающем большинстве ГСУ.
2.1 Определение полной массы автомобиля
Полную массу автомобиля рассчитывают по формуле:
???????? = ????0 + (????ч + ????б)????, (31)
где m0 – масса снаряженного автомобиля с заправкой и снаряжением, но без
пассажиров и водителя. Для нашего проекта m0 = 1080 кг; mч = 70…80 кг – масса водителя или пассажира, mч = 75 кг; n – число мест для сидения пассажиров, n = 5;
mб – масса багажа, mб = 10 кг на одного человека в легковых автомобилях. Таким образом, ????двс = 1080 + (75 + 10) ∗ 5 = 1505 кг.
2.2 Подбор колеса и шин
Для определения нагрузки на переднюю ось воспользуемся развесовкой авто- мобиля-прототипа при полной нагрузке, то есть 59/41.
????1 = ???????? ∗ 0,59 (32)
где m1 – масса, приходящаяся на переднюю ось; ma – полная масса автомобиля.
Для расчетов
в работе ????1 = 1530 ∗ 0,59 = 902,7 кг.
Выбор шин осуществляется по максимальной скорости и нагрузке на колесо. Максимальная скорость автомобиля равна 167 км/ч, тогда индекс категории ско- рости Т, индекс нагрузки на шину – 82. Диаметр обода колеса выберем как у про- тотипа – 14 дюймов.
Пусть шина будет иметь следующий размер: 175/65R14 82Т. где 175 – ширина профиля шин, мм;
65 – отношение высоты профиля к ширине в процентах; R – радиальная шина;
14 – внутренний диаметр шины, соответствующий диаметру обода колеса в дюймах;
82 – индекс грузоподъемности; Т – индекс скорости.
Рассчитываем радиус качения колеса с выбранной шиной:
????к = (0,9 … 0,95)????????, (33)
где rc – статический радиус, определяемый по формуле:
???????? = 0,5???? + ????ш Н, (34)
где :
d – диаметр обода колеса, м;
????ш – коэффициент, учитывающий вертикальную деформацию шины (для стан- дартных шин ????ш= 0,88.. .0,9);
Н – высота профиля шины, м.
Рассчитываем данные для нашего проекта:
d = 14*2,54 = 0,355 м;
????ш = 0,9
Н = 0,102м.
Тогда:
rc = 0,5*0,355 + 0,9*0,102 = 0,28 м, rк = 0,95*0,28 = 0,266 м.
2.3 Выбор максимальной мощности силовой установки
Максимальная мощность силовой установки определяется из условия дости- жения максимальной скорости:
(35)
где ???????????????????? – коэффициент сопротивления дороги;
????тр.???????????????? – КПД трансмиссии при максимальной скорости.
???????? = ???? = ????0 (1 + ????1 (0,36????)2????????????),
(36)
где ????0– коэффициент сопротивления качению, относящийся к малым скоростям; для асфальтобетона ????0 = 0,012...0,015;
????1 = (4...5)10-5
Ga=ma * g = 1505 * 9,81 = 14749,3 Н – вес автомобиля;
???????????????? = 47,25 м/с;
kF=0,353 Н с2/м2;
????тр.???????????????? = 0,9.
Тогда коэффициент сопротивления дороги при максимальной скорости
???????? = ???? = 0,013 (1 + 4,5 ∗ 10−5 ∗ 1752) = 0,03.
А мощность двигателя при выбранной максимальной скорости равняется:
0,3 ∗ 14749,3 ∗ 47,25 + 0.353 ∗ 47,253
???????????????????? = 1000 ∗ 0,9 = 65,3 кВт
3.1 Выбор ДВС и построение его внешней скоростной характеристики
В случае расчета автомобиля с ДВС и ГСУ параллельной схемы производится выбор ДВС из числа производимых с максимальной мощностью 65 кВт и 56 кВт соответственно. Под данные характеристики подходят двигатели ВАЗ-21124 и ВАЗ-2111.
Для дальнейших расчетов необходимо построить их внешние скоростные характеристики, воспользовавшись эмпирической зависимостью:
(37)
где Nmax определено по формуле;
Nm–текущее значение мощности, кВт;
Для ДВС ВАЗ-21124: ????min = 800 1/c; ????max = 5600 1/c; Для ДВС ВАЗ-2111: ????min = 800 1/c;
????max = 5400 1/c;
Зададим в интервале от vmin до vmах еще ряд значений vm, найдём соответствующие значения Nmи построим кривую зависимости Nm= f(vm), а затем и Мт = f(vm), имея ввиду, что
(38)
где Nm – мощность двигателя, кВт;
nm – число оборотов вала двигателя, об/мин;
Расчеты сведены в таблицу 1, 2 и отображены в графиках (рисунок 2, 3).
Таблица 1 – Данные внешней скоростной характеристики ДВС ВАЗ-21124
Таблица 2 – Данные внешней скоростной характеристики
Тогда путевой расход топлива автомобиля с последовательной ГСУ равен:
(23)Где: ????gmin – мощность ДВС при минимальном удельном расходе топлива, Нт.
Для автомобиля с параллельной ГСУ необходимо учитывать совместную работу ДВС и ЭМ. А именно алгоритм их совместной работы, характеристики согласующего устройства и отношение мощностей двигателей.
Зная значение крутящего момента силовой установки необходимого для движения в ездовом цикле, можно найти недостающее значение момента электрической машины в тяговом или генераторном режиме.
Мс = Мдвс + Мэм. (24)
В случае, если крутящий момент электрической машины в генераторном режиме превышает свое максимально значение, значение крутящего момента ДВС вычисляется по формуле:
Мдвс = Мс − Мэм ???????????? (25)
Также если крутящий момент силовой установки меньше максимального курящего момента ЭМ:
Мс ≤ Мэм ???????????? (26)
Тогда транспортное средство приводится в движение только ЭМ:
Мдвс = 0
Также необходимо обеспечить поддержание заряда накопителя энергии за весь ездовой цикл, расход энергии не должен быть больше выработанной энергии.
Еэм ≤ 0. (27)
Еэм = ∫ ???????????? (28)
Мощность электрической машины в тяговом и генераторном режиме:
1 (29) (30)Разработанная методика тягово-динамического расчета автомобиля с ГСУ применима для основных схем ГСУ, учитывает основные конструктивные
особенности ГСУ и позволяет определить необходимые динамические
характеристики.
Разработанная методика топливно-экономического расчета позволяет определить показатель расхода топлива за ездовой цикл, используемый на территории РФ. Данная методика применима к основным схемам ГСУ.
-
РАСЧЕТ ТЯГОВО-ДИНАМИЧЕСКИХ И ТОПЛИВНО ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ АВТОМОБИЛЕЙ
По предложенным методикам тягово-динамического и топливно- экономического расчетов предлагается произвести расчеты автомобилей с различными силовыми установками, мощность которых рассчитана на достижение идентичной максимальной скорости. Автомобиля с ДВС, электромобиля или автомобиля с ГСУ последовательной схемы, автомобиля с ГСУ параллельной схемы с соотношением мощностей ДВС и ЭМ 1 к 15. Для оценки использования данного соотношения мощностей, используемого в преобладающем большинстве ГСУ.
2.1 Определение полной массы автомобиля
Полную массу автомобиля рассчитывают по формуле:
???????? = ????0 + (????ч + ????б)????, (31)
где m0 – масса снаряженного автомобиля с заправкой и снаряжением, но без
пассажиров и водителя. Для нашего проекта m0 = 1080 кг; mч = 70…80 кг – масса водителя или пассажира, mч = 75 кг; n – число мест для сидения пассажиров, n = 5;
mб – масса багажа, mб = 10 кг на одного человека в легковых автомобилях. Таким образом, ????двс = 1080 + (75 + 10) ∗ 5 = 1505 кг.
2.2 Подбор колеса и шин
Для определения нагрузки на переднюю ось воспользуемся развесовкой авто- мобиля-прототипа при полной нагрузке, то есть 59/41.
????1 = ???????? ∗ 0,59 (32)
где m1 – масса, приходящаяся на переднюю ось; ma – полная масса автомобиля.
Для расчетов
в работе ????1 = 1530 ∗ 0,59 = 902,7 кг.
Выбор шин осуществляется по максимальной скорости и нагрузке на колесо. Максимальная скорость автомобиля равна 167 км/ч, тогда индекс категории ско- рости Т, индекс нагрузки на шину – 82. Диаметр обода колеса выберем как у про- тотипа – 14 дюймов.
Пусть шина будет иметь следующий размер: 175/65R14 82Т. где 175 – ширина профиля шин, мм;
65 – отношение высоты профиля к ширине в процентах; R – радиальная шина;
14 – внутренний диаметр шины, соответствующий диаметру обода колеса в дюймах;
82 – индекс грузоподъемности; Т – индекс скорости.
Рассчитываем радиус качения колеса с выбранной шиной:
????к = (0,9 … 0,95)????????, (33)
где rc – статический радиус, определяемый по формуле:
???????? = 0,5???? + ????ш Н, (34)
где :
d – диаметр обода колеса, м;
????ш – коэффициент, учитывающий вертикальную деформацию шины (для стан- дартных шин ????ш= 0,88.. .0,9);
Н – высота профиля шины, м.
Рассчитываем данные для нашего проекта:
d = 14*2,54 = 0,355 м;
????ш = 0,9
Н = 0,102м.
Тогда:
rc = 0,5*0,355 + 0,9*0,102 = 0,28 м, rк = 0,95*0,28 = 0,266 м.
2.3 Выбор максимальной мощности силовой установки
Максимальная мощность силовой установки определяется из условия дости- жения максимальной скорости:
(35)где ???????????????????? – коэффициент сопротивления дороги;
????тр.???????????????? – КПД трансмиссии при максимальной скорости.
???????? = ???? = ????0 (1 + ????1 (0,36????)2????????????),
(36)
где ????0– коэффициент сопротивления качению, относящийся к малым скоростям; для асфальтобетона ????0 = 0,012...0,015;
????1 = (4...5)10-5
Ga=ma * g = 1505 * 9,81 = 14749,3 Н – вес автомобиля;
???????????????? = 47,25 м/с;
kF=0,353 Н с2/м2;
????тр.???????????????? = 0,9.
Тогда коэффициент сопротивления дороги при максимальной скорости
???????? = ???? = 0,013 (1 + 4,5 ∗ 10−5 ∗ 1752) = 0,03.
А мощность двигателя при выбранной максимальной скорости равняется:
0,3 ∗ 14749,3 ∗ 47,25 + 0.353 ∗ 47,253
???????????????????? = 1000 ∗ 0,9 = 65,3 кВт
-
РАСЧЕТ ТЯГОВО-ДИНАМИЧЕСКИХ ТОПЛИВНО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ АВТОМОБИЛЕЙ
3.1 Выбор ДВС и построение его внешней скоростной характеристики
В случае расчета автомобиля с ДВС и ГСУ параллельной схемы производится выбор ДВС из числа производимых с максимальной мощностью 65 кВт и 56 кВт соответственно. Под данные характеристики подходят двигатели ВАЗ-21124 и ВАЗ-2111.
Для дальнейших расчетов необходимо построить их внешние скоростные характеристики, воспользовавшись эмпирической зависимостью:
(37)где Nmax определено по формуле;
Nm–текущее значение мощности, кВт;
Для ДВС ВАЗ-21124: ????min = 800 1/c; ????max = 5600 1/c; Для ДВС ВАЗ-2111: ????min = 800 1/c;
????max = 5400 1/c;
Зададим в интервале от vmin до vmах еще ряд значений vm, найдём соответствующие значения Nmи построим кривую зависимости Nm= f(vm), а затем и Мт = f(vm), имея ввиду, что
(38)где Nm – мощность двигателя, кВт;
nm – число оборотов вала двигателя, об/мин;
Расчеты сведены в таблицу 1, 2 и отображены в графиках (рисунок 2, 3).
Таблица 1 – Данные внешней скоростной характеристики ДВС ВАЗ-21124
| v, 1/с | N, кВт | М, Нм |
| 13,33 | 6,14 | 73,34 |
| 20 | 10,61 | 84,48 |
| 26,67 | 15,74 | 93,93 |
| 33,33 | 21,29 | 101,71 |
| 40 | 27,09 | 107,79 |
| 46,67 | 32,89 | 112,19 |
| 53,33 | 38,50 | 114,91 |
| 60 | 43,70 | 115,94 |
| 66,67 | 48,29 | 115,29 |
| 73,33 | 52,04 | 112,95 |
| 80 | 54,75 | 108,93 |
| 86,67 | 56,21 | 103,23 |
| 90 | 56,40 | 95,75 |
Таблица 2 – Данные внешней скоростной характеристики