Расчет динамических и топливно-экономических характеристик автомобиля марки УРАЛ-4320

расход топлива в литрах на 100 км пройденного пути (путевой расход) Q_П,л.

Для определения путевого расхода топлива пользуются формулой:

где q_e - удельный расход топлива, г/кВт· ч;

ρ_т = 0,82 - плотность топлива, кг/дм³ .

Удельный расход топлива определяется удельным расходом его при максимальной мощности двигателя, степени использования мощности и частоты вращения коленчатого вала

q_e = q_N· K_e· K_u, г/кВт· ч где q_N - удельный расход топлива при максимальной мощности двигателя, г/кВт-ч;

К_е - коэффициент, зависящий от частоты вращения коленчатого вала;

К_U - коэффициент, зависящий от степени использования мощности двигателя.

Степень использования мощности двигателя упрощенно принимают как отношение мощности, затрачиваемой на движение автомобиля, к мощности, которая может быть подведена к ведущим колесам:

Под степенью использования частоты вращения коленчатого вала двигателя Е понимают отношение текущего значения угловой скорости коленчатого вала ω_е к угловой скорости его при максимальной мощности ω_N

Е = ω_е / ω_N.

При сравнительных или приближенных расчетах можно принимать следующее:

- для дизельных двигателей:

К_U = 3,27 – 8,22 · U + 9,13 · U² – 3,18 · U³,

- для всех типов двигателей:

К_Е = 1,25 - 0,99 · Е + 0,98 · Е² – 0,24 · Е³.

Рассчитывая топливно-экономическую характеристику установившегося движения, для определения степени использования мощности и частоты вращения коленчатого вала удобно применять данные из расчета мощностного баланса автомобиля.

Допустим, нужно определить степень использования мощности U’ и частоты вращения коленчатого вала Е' при движении автомобиля со скоростью V_aна четвертой передаче. В этом случае в соответствии с рис. 2.4 степень использования мощности будет определяться отношением отрезков (N_В' + N_ψ') и N_T', т.е. U’= (N_В' + N_ψ') / N_T', а степень использования частоты вращения - отношением отрезков А и В, т.е. Е' = А / В = V_a' / V_N', где V_N' - скорость движения автомобиля, соответствующая максимальной мощности двигателя.

Пример расчета топливной экономичности автомобиля.

¹К_Е = 1,25 - 0,99· 0,2 + 0,98· 0,2² – 0,24· 0,2³ = 1,089;

²К_Е = 1,25 - 0,99· 0,4 + 0,98· 0,4² – 0,24· 0,4³ = 0,995;

³К_Е = 1,25 - 0,99· 0,6 + 0,98· 0,6² – 0,24· 0,6³ = 0,957;

⁴К_Е = 1,25 - 0,99· 0,8 + 0,98· 0,8² – 0,24· 0,8³ = 0,962;

⁵К_Е = 1,25 - 0,99· 1,0 + 0,98· 1,0² – 0,24· 1,0³ = 1,0.

¹К_U = 3,27 – 8,22 · 1,626 + 9,13 · 1,626² – 3,18 · 1,626³ = 0,372;

²К_U = 3,27 – 8,22 · 1,327 + 9,13 · 1,327² – 3,18 · 1,327³ = 1,008;

³К_U = 3,27 – 8,22 · 1,21 + 9,13 · 1,21² – 3,18 · 1,21³ = 1,057;

⁴К_U = 3,27 – 8,22 · 1,198 + 9,13 · 1,198² – 3,18 · 1,198³ = 1,058;

⁵К_U = 3,27 – 8,22 · 1,301 + 9,13 · 1,301² – 3,18 · 1,301³ = 1,027;

¹q_e= 240 · 1,089 · 0,372 = 97,2 г/кВт· ч;

²q_e= 240 · 0,995 · 1,008 = 240,7 г/кВт· ч;

³q_e= 240 · 0,957 · 1,057 = 242,8 г/кВт· ч;

⁴q_e= 240 · 0,962 · 1,058 = 244,3 г/кВт· ч;

⁵q_e= 240 · 1,0 · 1,027 = 246,5 г/кВт· ч.

Табл. 2.5

Расчет топливной экономичности автомобиля

Единицы измерения	Текущее значение параметров
		1	2	3	4	5
Va	м/с	2,4	4,9	7,3	9,7	12,2
Е=ωе/ωN	-	0,2	0,4	0,6	0,8	1,0
Ke	-	1,089	0,995	0,957	0,962	1,0
NT	кВт	20,16	50,47	82,49	110,58	128,1
NВ	кВт	0,0044	0,0376	0,0125	0,0291	0,0581
А. Для сопротивления дороги ψ = 0,10
Nψ	кВт	32,78	66,93	99,72	132,5	166,65
U	-	1,626	1,327	1,21	1,198	1,301
KU	-	0,372	1,008	1,057	1,058	1,027
qe	г/кВт· ч	97,2	240,7	242,8	244,3	246,5
QП	л/100км	54,2	134,3	135,4	136,2	137,5
Б. Для сопротивления дороги ψ = 0,02
Nψ	кВт	6,56	13,39	19,94	26,5	33,33
U	-	0,325	0,266	0,242	0,24	0,261
KU	-	1,45	1,67	1,77	1,78	1,69
qe	г/кВт· ч	379	398,8	406,5	410,96	405,6
QП	л/100км	42,3	44,6	45,3	45,9	45,3

При расчете контрольного путевого расхода топлива для различных скоростей движения постоянными принимаются параметры по пунктам 1...5, которые выбираются из табл. 2.4.

Для каждого заданного суммарного сопротивления дороги рассчитывают путевой расход топлива.

Контрольный путевой расход топлива автомобиля рассчитывают для ψ = 0,02 (ровного участка дороги с асфальтовым покрытием). Затем расчетные значения сравнивают с табличными технической характеристики автомобиля.

Рис. 2.5. Зависимость путевого расхода топлива от скорости движения при разных коэффициентах дорожного сопротивления.

Заключение.

1. Общий характер расчётных графических зависимостей внешней скоростной характеристики двигателя автомобиля УРАЛ-4320 удовлетворительно согласуется с опытным (реальным).

2.Путевой расход топлива для заданного суммарного сопротивления дороги ψ=0,10 при скорости движения 12,2 м/с (44 км/ч) составляет