Техническая характеристика автомобиля ВАЗ 2109. Расчет скоростной характеристики двигателя. Передаточное число главной передачи. Номинальные обороты

Техническая характеристика автомобиля ВАЗ 2109

1. Двигатель - бензиновый ВАЗ 21083;

2. Передаточные числа коробки передач:

    I    – 3,636;

    II   – 1,95;

    III  – 1,357;

    IV – 0,941;

    V  – 0,784;

    з.х. – 3,53.

3. Передаточное число главной передачи:

U_гл.пер.= 4,13.

4. Минимально устойчивые обороты:

n_min= 800 об/мин = 83,7рад/с.

5. Максимальные обороты:

n_max= 6400 об/мин = 669,9 рад/с.

6. Номинальные обороты:

n_ном = 5600 об/мин = 586,1 рад/с.

7. КПД трансмиссии:

η_тр = 0,92.

8. Номинальная мощность:

N_ном = 51,5 кВт (при n_ном).

9. Тип шин:

175/70 R13.

10. Снаряженная масса автомобиля:

 кг.

11. Полная масса автомобиля:

     кг.

12. Коэффициент обтекаемости:

1. Расчет скоростной характеристики двигателя

Автомобиль движеться в результате действия на него различных сил. Это силы, движущие автомобиль и силы, оказывающие сопротивление его движению. Основной движущей силой является сила тяги, к ведущим колесам. Она возникает в результате работы двигателя и взаимодействия ведущих колес с дорогой.

Для определения силы тяги используют скоростную характеристику двигателя, т.е. зависимость эффективной мощности N_e и эффективного крутящего момента М_е от угловой скорости коленчатого вала.

Внешняя скоростная характеристика двигателя, получается при полной нагрузки двигателя, т.е. при полном открытии дроссельной заслонки. Считают что мощность и момент являются лишь функцией угловой скости, остальные факторы влияющие на нее не учитываются.

                                     (1)

                                     (2)

При отсутствии экспериментальной зависимости используют эмпирические формулы, позволяющие по известным значениям ω_N и N_max построить всю кривую.

Находим эффективную мощность                               

                       (3)

где N_max- максимальная мощность при 5600 об/мин.

для карбюраторных коэффициенты;

a=b=c=1.

Все результаты сведены в таблицу 1.

Находим эффективный момент,

                                                      (4)

Таблица 1.

n об/мин	Ne кВт	Me Н*м
800	7,54	94,21
1600	16,17	101,06
2400	25,08	104,48
3200	33,43	104,48
3800	38,85	102,23
4000	40,42	101,06
4800	45,22	94,21
5600	47,00	83,93
6400	44,94	70,23

Рис 1. График внешней скоростной характеристики

2.Построение графиков силового баланса и динамической характеристики

Тяговой характеристикой автомобиля называется зависимость силы тяги на ведущих колесах от скорости движения на различных передачах.

Тяговая характеристика позволяет быстро определить максимальное значение силы тяги на ведущих колесах, которая может быть обеспечена при данной скорости движения автомобиля, поскольку она рассчитывается по наибольшей для данной частоты вращения коленчатого вала мощности двигателя. Следовательно, тяговая характеристика оценивает предельные тяговые возможности автомобиля в фактическом интервале скоростей его движения.

При построении графиков силового баланса для различных передач и скоростей движения автомобиля рассчитывают значения составляющих уравнния 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.

,

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_Т 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_Т,P_w и Dрассчитывают по формулам, сводят данные расчетов в табл.2 и строят по ним графики силового 6aланca и динамической характеристики.

Таблица 2

Результаты расчета силового баланса и динамической характеристики