Свойства автомобиля ВАЗ – 21083

Введение

Различные виды подвижного состава автомобильного транспорта – одиночные автомобили, седельные и прицепные автопоезда объединяются понятием “автотранспортные  средства”/АТС/. Общим для них  служат колесные движители и опорные  оси в различных комбинациях. В связи с этим взаимодействие АТС с дорогой и окружающей средой базируется на тех же основных закономерностях, что и для одиночного автомобиля.

Эффективность использования АТС в различных  условиях эксплуатации определяется комплексом их потенциальных эксплуатационных свойств – тягово-скоростных, тормозных, проходимости, топливной экономичности, устойчивости и управляемости, комфортабельности плавности хода. На эти эксплуатационные свойства влияют основные параметры автомобиля и его узлов, прежде всего двигателя, трансмиссии и колес, а также характеристики дороги и условий движения.

При выполнении курсовой работы оценивалась взаимосвязь  и взаимозависимость совместного  влияния конструктивных параметров автомобиля и условий движения на эксплуатационные свойства. При анализе тягово-скоростных свойств автомобиля ВАЗ – 21083 выполняются необходимые расчеты на основании конкретных технических данных, строятся графики и по ним анализируются тягово-скоростные свойства.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  Исходные  данные для расчета

1.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 (Ne_max и n_N) воспроизвести всю кривую мощности:

  где Ne, кВт – текущее значение мощности двигателя, соответствующее частоте вращения вала двигателя n, об/мин; Ne_max , кВт – максимальная мощность двигателя внутреннего сгорания при частоте вращения n_N , об/мин; A₁,A₂ – эмпирические коэффициенты, характеризующие тип двигателя внутреннего сгорания.

  Значения  эмпирических коэффициентов A₁,A₂ принимают для карбюраторных двигателей A₁= A₂ = 1,0.

   Для выбора текущего значения n диапазон частоты вращения вала двигателя от минимально устойчивых оборотов n_min до n_N разбивают на произвольное число участков:

  Так как у карбюраторного двигателя, не имеющего ограничителя частоты вращения, максимальная частота вращения коленчатого вала n_max при движении автомобиля с максимальной скоростью может на 10-20% превышать частоту n_N , для него берут еще одно значение n после n_N c тем же интервалом Dn.

  Минимальную частоту вращения коленчатого вала n_min выбирают в пределах 800 об/мин.

    Определив Ne для принятых значений n, вычисляют соответствующие значения крутящего момента двигателя, Нм:

  Результаты  расчетов сводят в табл.1 и строят внешнюю скоростную характеристику двигателя N_e=f(n) и M_e=f(n).

  Таблица 1

  Результаты  расчетов внешней скоростной характеристики двигателя

   

2.Построение  графиков силового  баланса и динамической  характеристики

   При построении графиков силового баланса  для различных передач и скоростей  движения автомобиля рассчитывают значения составляющих уравнения силового баланса:

   Тяговое усилие на ведущих колесах  определяют из выражения, Н:

  где r_д - динамический радиус колеса, который в нормальных условиях движения принимаем равным r_ст, м. Вторую составляющую силового баланса - силу суммарного дорожного сопротивления определяют по формуле, Н:

   где G=gm - полный вес автомобиля, Н; g= 9.8I м/с² - ускорение свободного падения.

  В расчетах не учитывается влияние  скорости движения на коэффициент сопротивления  качению, в связи c чем полагают Y=const.

  Для ВАЗ-21083 G=9,81*1370=13439,7Н, а при заданном Y=0,019 Р=0,019*1370*9,81=255,35 Н.

   Сила сопротивления воздуха, Н:

  где F - лобовая площадь, м²; v - скорость автомобиля, км/ч.

  Лобовая площадь может быть определена по чертежу автомобиля, а при его отсутствии - приближенно по выражению:

   где a - коэффициент заполнения площади, для легковых автомобилей a=0,78-0,8. Для ВАЗ - 21083 F = 0,78*1,65*1,402=1,804 м²

  Сила  сопротивления разгону, Н: 

   где d - коэффициент, учитывающий влияние инерции вращающихся масс; j - ускорение автомобиля в поступательном движении, м/с².

  При построении и анализе графиков силового баланса величина P_j не рассчитывается, а определяется как разность тягового усилия P_k и суммы сопротивлений движению (P_Y+P_w).

   График силового баланса и все  последующие строят в функции  скорости автомобиля v, км/ч, которая связана с частотой вращения вала двигателя n зависимостью:

  где r_k - радиус качения колеса, м, равный при отсутствии проскальзывания статическому радиусу r_ст.

   Динамический фактор автомобиля D определяется для различных передач и скоростей движения по формуле:

  Переменные  по скорости величины P_k,P_w и D рассчитывают по формулам, сводят данные расчетов в табл.2 и строят по ним графики силового 6aланca и динамической характеристики.

  Таблица 2

  Результаты  расчетов силового баланса и динамической характеристики

   

3.Оценка  показателей разгона  автомобиля

  Показатели разгона автомобиля представляют собой графики ускорений, времени и пути разгона в функции скорости.

   Ускорение j для разных передач и скоростей определяют по значениям D из табл.2, используя формулу: 

  где d =1,04 + 0.04 u_ki² предварительно рассчитывается для каждой передачи.

  Расчетные данные для построения графика ускорений  сводят, в табл.3, где приводятся значения величин, обратных ускорениям 1/j, которые будут использованы при определении времени разгона АТС.

  Поскольку при максимальной скорости для автомобиля без ограничителя частоты вращения вала двигателя ускорение j=0, а обратная величина 1/j=¥, построение графика 1/j=f(v) ограничивают последней точкой, примерно соответствующей 0.9v_max. Для ВАЗ - 21083 это ограничение составляет 0,9*156=140 км/ч. Скорости 140 км/ч соответствуют значения j = 0,1761м/с² и 1/j = 5,6786c²/м. 

  Таблица 3

  Результаты  расчетов ускорений и величин  обратных ускорениям