Министерство образования Республики Беларусь БЕЛОРУССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОЛИТЕХНИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ Кафедра "Автомобили" ТЯГОВАЯ ДИНАМИКА И ТОПЛИВНАЯ ЭКОНОМИЧНОСТЬ АВТОМОБИЛЯ С МЕХАНИЧЕСКОЙ ТРАНСМИССИЕЙ Учебно-методическое пособие для студентов специальностей T 04.02 “Эксплуатация транспортных средств”, Т 04.03 “Организация движения и управление на транспорте” , Т 04.06 “Автомобили” Минск 2000 2 УДК 629.113 Учебно-методическое пособие предназначено для ознакомления студентов автотранс- портных специальностей с основами теории и приобретения практических навыков при выпол- нении курсовой (контрольной) работы по оценке тягово-динамических и топливно-эконо- мических свойств автомобиля. Составители: О.С. Руктешель, Б.В. Бобровский, М.С. Лебедев, Л.А. Молибошко, С.Г. Якутович. Рецензент: В.М. Беляев. Учебное издание Тяговая динамика и топливная экономичность автомобиля с механической трансмиссией Учебно-методическое пособие для студентов специальностей T 04.02 “Эксплуатация транспортных средств”, Т 04.03 “Организация движения и управление на транспорте” , Т 04.06 “Автомобили” Составители: Руктешель Олег Степанович Бобровский Борис Владимирович Лебедев Михаил Сергеевич Молибошко Леонид Александрович Якутович Сергей Геннадьевич © Составление: Руктешель О.С., Бобровский Б.В., Лебедев М.С., Молибошко Л.А., Якутович С.Г., 2000. 3 ВВЕДЕНИЕ Данное учебно-методическое пособие является вспомогательным материалом для сту- дентов автотранспортных специальностей, выполняющих контрольные и курсовые работы, а также курсовые и дипломные проекты, включающие в себя раздел “Тягово-динамические и топливно-экономические свойства автомобиля”. Указанные эксплуатационные свойства автомобиля характеризуют возможность его эф- фективного использования в заданных условиях, позволяя оценить, в какой мере его конструк- ция соответствует требованиям эксплуатации. Под тяговой динамичностью понимается свойство автомобиля перевозить грузы и пас- сажиров с максимально возможной скоростью в заданных дорожных условиях. Отсюда следует, что чем лучше динамичность автомобиля, тем выше его производительность. Топливная экономичность автомобиля характеризует его свойство рационально исполь- зовать энергию сжигаемого топлива. Чем меньше расход топлива, тем дешевле эксплуатация автомобиля. В предлагаемом учебном пособии изложена методика построения внешних скоростных характеристик карбюраторного и дизельного двигателей, тяговой характеристики автомобиля и ее практического использования, мощностной характеристики, динамической характеристики автомобиля и ее практического использования, определения параметров разгона автомобиля, практического использования скоростных характеристик времени и пути разгона автомобиля. Приведены оценочные показатели топливной экономичности автомобиля, уравнение расхода топлива и топливная характеристика установившегося движения. В Приложении указаны ос- новные технические данные современных автомобилей и автобусов. 1. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОЙ (КОНТРОЛЬНОЙ) РАБОТЫ Курсовая (контрольная) работа предназначена для закрепления знаний студентов по дис- циплинам "Теория движения автомобиля", "Автомобили" (ч, 2) и "Технические средства и их эксплуатационные свойства". При выполнении курсовой (контрольной) работы студент должен проанализировать тя- гово-скоростные и топливно-экономические свойства автомобиля. При анализе тягово-скоро- стных и топливно-экономических свойств студент использует данные технических характерис- тик заданного автомобиля. Курсовая (контрольная) работа выполняется на листах писчей бумаги размером 210х297 мм и брошюруется без применения металлических элементов. Обложка изготавливается из ватмана, графики вычерчиваются на миллиметровой бумаге. Все страницы пояснительной за- писки должны быть пронумерованы в правом верхнем углу каждого листа. Выполняя анализ тягово-скоростных и топливно-экономических свойств автомобиля, студент должен привести расчетные формулы, сопроводить их пояснениями, обосновать, если необходимо, выбор постоянных величин (коэффициентов), подставить в формулу известные величины и провести расчет одной точки каждой кривой. Расчет остальных 5 - 6 точек в пояс- нительной записке не проводить, а результаты расчета этих точек внести в таблицы (фор- мы таблиц приведены ниже в соответствующих разделах данного учебного пособия). 2. ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ Варианты заданий для выполнения курсовой (контрольной) работы представлены в табл. 2.1. Вариант задания выбирается по двум последним цифрам шифра зачетной книжки студента. Если это число превышает цифру 50, то номер варианта определяется по разности числа 100 и двух последних цифр шифра. Например, если шифр зачетной книжки 301115/453, то номер варианта будет: 100 - 53 = 47. 4 Таблица 2.1 Варианты заданий № вари- анта Марка автомобиля № вари- анта Марка автомобиля 1. МАЗ-103.1 26. Ford Transit Van 100S 2. Nissan Almera 1.6 SLX 27. МАЗ 53366 3. Mercedes-Benz W210 E 420 28. Opel Vectra X17 DT 4. Peugeot 406 2.0 SV 29. Volvo V40 VW 1972 5. Fiat Brava 1.6 30. МАЗ 55513 6. МАЗ 5433+93802 31. MАЗ-1Э4370 7. Mitsubishi Space Gear 2.5TD 4x4 32. МАЗ-103.3 8. МАЗ-104 С.1 33. Nissan Pickup Double 9. ВАЗ 21093 34. МАЗ-104.3 10. МАЗ 63038 35. Mercedes-Benz 312D Sprinter 11. Зил-5301 "Бычок" 36. МАЗ-105.4 12. МАЗ-105.1 37. ВАЗ-21099 13. Opel Corsa Swing 1.5D 38. Toyota Land Cruiser 100 14. ГАЗ-4301 39. МАЗ-103.2 15. МАЗ-104 С.2 40. Land Rover Freelander 16. Kia Sportage 2.0 MRi (DOHC) 41. Fiat Bravo 2.0 17. МАЗ 53371 42. МАЗ-104.1 18. МАЗ-103С.1 43. Renault Kangoo Express 1,9D 19. ВАЗ-2105 44. Ford Escort (AFL) 20. BMW 528i 45. МАЗ 5516 21. МАЗ-105.3 46. Opel Combo 1,7 D 22. МАЗ-104 С.3 47. МАЗ-104.2 23. Ford Escort Express 1,8D 48. Volkswagen Caddy 1,9 TDI 24. МАЗ-103С.2 49. МАЗ-105.2 25. Daewoo Nexia 50. Mercedes-Benz W210 Е 220 D Для составления краткой технической характеристики автомобиля следует воспользо- ваться необходимой справочной литературой, данными Приложения. Перечень необходимых для расчета величин технической характеристики автомобиля, их обозначение и размерность приведены в табл. 2.2, которую студентам необходимо запол- нить. После заполнения таблицы анализируются ее показатели и выбираются необходимые исходные данные для выполнения курсовой (контрольной) работы. Таблица 2.2 Краткая техническая характеристика автомобиля (параметры автомобиля, необходимые для выполнения курсовой работы) № п/п Параметр Обозначе- ние Размер- ность Величина параметра 1 2 3 4 5 1. Марка и тип автомобиля — — 2. Колесная формула — — 5 продолжение табл. 2.2. 1 2 3 4 5 3. Масса перевозимого груза или число пассажиров mг nп кг 4. Собственная масса снаряженного автомо- биля mо кг 5. Полная масса автомобиля mа кг 6. Распределение массы автомобиля по мос- там: - на передний мост - на задний мост (тележку) m1 m2(т) кг кг 7. База автомобиля L м 8. Колея автомобиля B м 9. Габаритные размеры: - длина - ширина - высота Lг Bг Hг м м м 10. Максимальная скорость автомобиля Vmax км/ч 11. Контрольный расход топлива при скоро-сти ____ км/ч Qк л/100 км 12. Тип и марка двигателя — — 13. Стендовая максимальная мощность дви-гателя Pemax cт кВт 14. Частота вращения коленчатого вала дви- гателя при стендовой максимальной мощности Pemax cт np об/мин (мин-1) 15. Стендовый максимальный крутящий мо-мент двигателя Memax cт Н• м 16. Частота вращения коленчатого вала дви- гателя при стендовом максимальном кру- тящем моменте Memax cт nм об/мин (мин-1) 17. Передаточные числа коробки передач: - первой передачи - второй передачи - третьей передачи - четвертой передачи - пятой передачи и т. д. - передачи заднего хода U1 U2 U3 U4 U5..i Uзх 6 продолжение табл. 2.2. 1 2 3 4 5 18. Передаточные числа раздаточной коробки: - низшей ступени - высшей ступени Uр1 Uр2 19. Передаточное число главной передачи U0 20. Число карданных шарниров zкш 21. Число карданных валов zкв 22. Шины, их характеристика и маркировка: - посадочный диаметр - ширина профиля шины - наружный диаметр d В Dн м м м 3. ОЦЕНКА ТЯГОВО-СКОРОСТНЫХ СВОЙСТВ АВТОМОБИЛЯ 3.1. УРАВНЕНИЕ ДВИЖЕНИЯ АВТОМОБИЛЯ Оценку тягово-скоростных свойств автомобиля производят, решая уравнение его движе- ния. Уравнение движения автомобиля связывает силу, движущую автомобиль, с силами сопро- тивления и позволяет определить характер прямолинейного движения автомобиля, т. е. в каж- дый момент времени найти ускорение, скорость, время движения и пройденный автомобилем путь. Окружная сила на ведущих колесах Fк при движении автомобиля затрачивается на пре- одоление сил сопротивления воздуха Fв, качению Ff, подъему Fi и разгону Fj автомобиля, т. е. .0jFiFfFвFкF =±±−− Здесь знак “-” при силе Fi соответствует движению автомобиля на подъеме, а знак “+” - движению на спуске; знак “-” при силе Fj соответствует разгону автомобиля, а знак “+” - тор- можению. Записав в этом уравнении вместо сил выражения, их определяющие, получим: .0 dt dV amiaGcosfaG 2VвAвk or тртрUMe =•δ•±•±α••−••−η•• Разрешив последнее выражение относительно ускорения автомобиля, для случая его разгона будем иметь: )1.3(iaGcosfaG 2VвAвk or тртрUMe am 1 dt dV ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ •±α••−••−η•••δ•= Уравнение (3.1) называется уравнением движения автомобиля. Здесь: ma - полная масса автомобиля, кг; Ga - сила тяжести автомобиля, Н; Me - крутящий момент двигателя, Н• м; Uтр - передаточное число трансмиссии; 7 ro - расчетный радиус качения ведущих колес, м; ηтр - коэффициент полезного действия трансмиссии; kв - коэффициент сопротивления воздуха, Н• с2/м4; V - скорость движения автомобиля, м/с; Aв - площадь лобового сопротивления автомобиля, м 2 ; f - коэффициент сопротивления качению; i - величина продольного уклона дороги (тангенс угла наклона дороги к горизонту); α - угол наклона продольного профиля дороги, град(рад); δ - коэффициент учета вращающихся масс автомобиля. Данное уравнение справедливо при неустановившемся движении автомобиля. При этом где Jм - момент инерции маховика двигателя и ведущей части сцепления, кг•м2; Jкi - момент инерции i-го колеса автомобиля, кг•м2; n - число колес автомобиля. )2.3(,2 oram n 1i кiJ тр 2 or трU am мJ1 • =+η•⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛•+=δ ∑ Если автомобиль движется накатом с выключенным сцеплением или нейтральным по- ложением в коробке передач, то уравнение (3.1) принимает вид: )3.3(,iaGcosfaG 2VвAвk наm 1 dt dV ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ •±α••−••−•δ•= )4.3(2 orm n 1i кiJ 1нгде • =+=δ ∑ Решение уравнения движения автомобиля в общем виде аналитическими методами практически невозможно, так как неизвестны точные функциональные зависимости, связыва- ющие силы, действующие на автомобиль, с его скоростью. Поэтому уравнение движения ав- томобиля (3.1) решают численными методами на ЭВМ или приближенно, используя графо- аналитические методы. Наибольшее распространение получили метод силового (тягового) ба- ланса, метод мощностного баланса и метод динамической характеристики. Для оценки тягово-скоростных свойств автомобиля студент строит и анализирует сле- дующие графики: 1) внешней скоростной характеристики автомобиля; 2) тяговой характеристики автомобиля; 3) мощностного баланса автомобиля; 4) динамической характеристики автомобиля; 5) ускорения автомобиля на передачах; 6) времени и пути разгона автомобиля. 3.2. ВНЕШНЯЯ СКОРОСТНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДВИГАТЕЛЯ Окружная сила на ведущих колесах, движущая автомобиль, возникает в результате того, что к ведущим колесам подводится через трансмиссию крутящий момент от двигателя. 8 Влияние двигателя на тягово- скоростные свойства автомобиля определяется его скоростной характеристикой, которая представляет собой зависимость эффективной мощ- ности Ре и крутящего момента Ме на коленчатом валу двигателя, при установившемся режиме его работы, от угловой скорости ωе (частоты ne) вращения коленчатого вала. Скоростная характеристика, полученная при полной подаче топлива, называется внеш- ней скоростной характеристикой, а скоростные характеристики, полученные при неполной по- даче топлива - частичными. Скоростную характеристику находят экспериментально при испытании двигателя на тормозном стенде. Двигатель, установленный на стенде,нагружают при помощи тормоза, доби- ваясь определенного числа оборотов коленчатого вала двигателя ne. По достижении устойчи- вых оборотов замеряют величину эффективного крутящего момента Ме ст в Н• м. Нанеся ре- зультаты замеров на график в координатах Ме ст - ωe(ne) и соединив отдельные точки, получа- ют характеристику момента. Затем из соотношения находят величину эффективной мощности Ре ст в кВт для ряда значений ωe в рад/с и по ним строят характеристику мощности. Полученные указанным образом внешние скоростные харак- теристики карбюраторного и дизельного двигателей приведены соответственно на рис. 3.1 (а и б). Здесь ne = 60•ωe/2•π, [об/мин] или ne = 9,55•ωe. 1000 е стМестPe ω•= Важнейшими параметрами внешней скоростной характеристики двигателя, снятой на тормозном стенде, являются: Реmax ст - максимальная эффективная мощность, кВт; Меmax ст - максимальный крутящий момент, Н•м; Мр ст - крутящий момент при максимальной мощности, Н•м; nemin и nemax - минимальная и максимальная частоты вращения коленчатого вала дви- гателя, об/мин; nр и nм - частоты вращения коленчатого вала двигателя соответственно при Реmax ст и Меmax ст ; kм - коэффициент приспособляемости двигателя по моменту: kм = Меmaxст / Мрст; kω - коэффициент приспособляемости двигателя по частоте вращения: kω = nр / nм. Для расчета показателей тягово-скоростных свойств автомобиля указанными выше ме- тодами, а также решения уравнения движения автомобиля на ЭВМ, удобно пользоваться анали- тическим зависимостями Ре ст = f (ne) и Ме ст = f (ne). При этом для построения стендовой внешней скоростной характеристики используются значения максимальной мощности Реmax ст и максимального крутящего момента Меmax ст и соответствующие им частоты вращения nр и nм, приводимые в технических данных автомобилей (см. Приложение). Зависимость Ре ст = f (ne) аппроксимируется формулой кубического трехчлена: )5.3(, 3 pn enc 2 pn enb pn enaстmaxPe стPe ⎥⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢⎢ ⎢ ⎣ ⎡ ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛•+⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛•+⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛••= 9 где nе/nр - отношение текущего значения частоты вращения коленчатого вала двигателя к частоте вращения при максимальной мощности. Коэффициенты а, b и с зависят от коэффициентов приспособляемости двигателя по кру- тящему моменту kм и частоте вращения kω. Рис. 3.1. Внешние скоростные характеристики карбюраторного(а) и дизельного (б) двигателей Для дизельных и карбюраторных двигателей грузовых автомобилей коэффициенты а, b и с определяются по формулам: .2)1k( )мk1( 2kс;2)1k( )1мk(k2b;2)1k( )2k(kмk1a −ω −•ω= −ω −•ω•= −ω −ω•ω•+= При этом должно соблюдаться равенство: а + b + с = 1. −автомобилегковыхдвигателейныхкарбюраторenвращениячастотааяМаксимальн max лей, не имеющих ограничителей частоты вращения, на 10...15 % выше частоты вращения дви При этом должно соблюдаться равенство: а + 2•b + 3•с = 0. . 2)1k( k)2мk( 2k с; 2)1k( 1)мk23( 2k b; 2)1k( 2)3kмk(ka :формулампо сяопределяютслучаеэтомви,тыКоэффициен.стmaxPeмощностиоймаксимальнпригателя −ω ω+−•ω= −ω −•−•ω= −ω +−ω••ω= сba Ориентировочно значения коэффициентов приспособляемости могут быть приняты: - для карбюраторных двигателей: kм = 1,10 ... 1,45; kω = 1,50 ... 2,50; - для дизельных двигателей: kм = 1,05 ... 1,30; kω = 1,45 ... 2,00. 10 Расчет характеристики Ре ст = f (ne) следует производить для следующих значений ne: Для.pnдоenотдиапазоневныхрасположенравномерно,точек43ещеиpn,мn,en minmin − .pnenвращениячастотыоймаксимальнчение знаустойчивоедвигателейдизельныхДля.pn)15,110,1(enдлятакжеетсярассчитыва max max = −•= K по,Затем.1.3.таблвзаносятся,enenenгде,enдвигателявалаоколенчатогния вращечастотызначенияхразличныхпристiРемощностизначенийрасчетаРезультаты .мин/об800600enпределахвнаходится,нагрузкой maximini min ≤≤ − = K карбюраторных двигателей без ограничителей частоты вращения коленчатого вала Рест Минимальная частота вращения, при которой двигатель работает устойчиво с полной , е стРе1000стMe ω•= данным таблицы, строится график Рест = f (ne) (рис. 3.1). Если мощность Ре ст выражена в кВт, то крутящий момент двигателя Ме ст в Н•м оп- ределяется по формуле: где ωe - угловая скорость коленчатого вала двигателя, рад/с; или, учитывая, что )6.3(. en стРе9550стMe 55,9 en 60 en2 •= =•π•=ω Условия работы двигателя, установленного на автомобиле, отличаются от стендовых: двигатель работает с другими впускными и выпускными системами, на нем устанавливаются дополнительные механизмы, на привод которых затрачивается определенная мощность, двига- тель работает при другом температурном режиме. Поэтому мощность двигателя, установленно- го на автомобиле Ре, несколько меньше мощности, полученной при стендовых испытаниях ).en(f стМекривойясоединяютси)1.3.рис(графикнананосятся ,стiМезначениямующиесоответств,Точки.таблицувзаносятсятакжеenи ст iРезначений1.3 .таблвхприведенныдлястiМемоментакрутящего)6.3(формулепорасчетаРезультаты i = )7.3(.стk стМеМе;стk стPePe •=•= 11 Ре ст . При использовании для тягово-скоростных расчетов стендовой внешней скоростной ха- рактеристики, значения мощности Ре ст уменьшают путем умножения на коэффициент kст, за- висящий как от конструктивных особенностей и условий эксплуатации автомобиля, так и от особенностей стандарта, по которому была снята внешняя скоростная характеристика. Следо- вательно, мощность и момент, передающиеся в трансмиссию автомобиля, определяются по вы- ражениям: В приближенных расчетах можно принимать kст = 0,93 ... 0,96. Бóльшие значения отно- сятся к двигателям легковых автомобилей. Зависимости мощности Ре и момента Ме двигателя, установленного на автомобиле, от частоты вращения коленчатого вала ne, также наносятся на график внешней скоростной харак- теристики (рис. 3.1). Результаты расчетов сводятся в табл. 3.1. 3.3. ТЯГОВАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АВТОМОБИЛЯ С целью решения уравнения движения автомобиля (3.1) методом силового баланса, представим его в виде: )8.3(.jFвFiFfFкF ++±= Учитывая, что Ff + Fi = Fψ , запишем уравнение (3.8) следующим образом: )9.3(.jFвFFкF ++ψ= Полученное уравнение называют уравнением силового (или тягового) баланса. Уравне- ние силового баланса показывает, что сумма всех сил сопротивления движению в любой мо- мент времени равна окружной силе на ведущих колесах автомобиля. Заменим обозначение сил их развернутыми выражениями: )10.3(. dt dV am 2VвAвkаG or тртрUМе •δ•+••+ψ•=η•• Уравнение (3.10) позволяет определить величину окружной силы, развиваемой на веду- щих колесах автомобиля, и установить, как она распределяется по различным видам сопротив- лений. Графическое изображение уравнения силового (тягового) баланса в координатах “ок- ружная сила - скорость”, называется тяговой характеристикой автомобиля. Кривые изменения окружной силы на передачах (рис. 3.2) строят по данным, опреде- ляемым по формуле: )11.3(. or тртрUMe кF η••= Количество кривых тяговой характеристики автомобиля равно числу передач в его ко- робке. При наличии раздаточной коробки в трансмиссии тяговая характеристика автомобиля строится для случая, когда в раздаточной коробке включена высшая передача. В предположении отсутствия буксования сцепления и ведущих колес автомобиля связь между частотой вращения коленчатого вала двигателя ne (или ωe) и скоростью V находится из соотношений: )12.3(, трU оrеоrкV •ω=•ω= где ωк - угловая скорость вращения ведущих колес автомобиля, рад/с; 12 ro - расчетный радиус качения ведущих колес, м, или )13.3(. трU55,9 оrеnV • •= Здесь ne имеет размерность об/мин, а V - м/c. При необходимости выразить скорость автомобиля V в км/ч, умножаем значение скоро- сти, полученное по формулам (3.12) или (3.13) на переводной коэффициент 3,6, полученный с учетом того, что 1 км = 1000 м и 1 ч = 3600 с. В результате получим: )14.3(. трU оrеn377,0V ••= Для расчета окружной силы Fк значения крутящего момента двигателя Ме берутся из табл. 3.1 в соответствии с частотой вращения коленчатого вала двигателя ne, значения которой используются для вычисления скорости движения автомобиля на передачах по выражению (3.14). 3.3.1. ПЕРЕДАТОЧНЫЕ ЧИСЛА ТРАНСМИССИИ При расчете по формулам (3.11) и (3.14) данных, необходимых для построения тяговой характеристики автомобиля, следует определить передаточные числа трансмиссии Uтр на всех передачах в коробке передач. Передаточное число трансмиссии на i-ой передаче определяется по выражению: )15.3(,oUркUкпiUтрiU ••= где Uкпi - передаточное число в коробке передач на i-ой передаче; Uрк - передаточное число в раздаточной коробке на высшей передаче (при отсутствии раздаточной коробки Uрк = 1); Uo - передаточное число главной передачи. 3.3.2. КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ ТРАНСМИССИИ При определении коэффициента полезного действия (КПД) трансмиссии учитывают гидравлические потери, вызванные взбалтыванием и разбрызгиванием масла в картерах короб- ки передач и ведущего моста, и механические потери, связанные с трением между зубьями шес- терен, в подшипниковых узлах и в карданных шарнирах. В общем случае КПД трансмиссии ηтр определяется по формуле: )16.3(,nкс m кш l цшв k цштр η•η•η•η=η где k, l, m и n - соответственно число пар цилиндрических шестерен внешнего зацепления (цш), внутреннего зацепления (цшв), конических шестерен (кш) и число карданных сочленений (кс), передающих крутящий момент от коленчатого вала двигателя к ведущим колесам на i-ой передаче в КП. В расчетах принимают: ηцш = 0,980 ... 0,985; ηцшв = 0,990; ηкш = 0,960 ... 0,975; ηкс = 0,990 [2,3]. 13 При работе трансмиссии с полной нагрузкой, т. е. при работе двигателя по внешней скоростной характеристике, КПД трансмиссии имеет следующие значения: легковые автомобили - 0,90 ... 0,92; грузовые автомобили и автобусы - 0,83 ... 0,86; грузовые автомобили повышенной проходимости - 0,80 ... 0,85. Бóльшие значения КПД трансмиссии относятся к прямой передаче в коробке передач автомобиля. 3.3.3. РАДИУС КАЧЕНИЯ Основной движущей силой автомобиля является окружная сила Fк, приложенная к его ведущим колесам. Эта сила возникает в результате работы двигателя и вызвана взаимодействи- ем ведущих колес и дороги. Окружную силу определяют как отношение момента на валах привода ведущих колес к радиусу ведущих колес при равномерном движении автомобиля. Следовательно, для определения движущей силы автомобиля необходимо знать величи- ну радиуса качения ведущего колеса. Так как на колесах автомобиля установлены эластичные пневматические шины, то величина радиуса качения колес во время движения изменяется. Радиус качения характеризует путь, пройденный колесом за один оборот. Он соответ- ствует радиусу такого фиктивного жесткого колеса, которое при отсутствии пробуксовыва-ния и проскальзывания имеет одинаковую с действительным колесом угловую ωк и поступатель- ную Vx скорости качения. Радиус качения колеса зависит от нормальной нагрузки, внутреннего давления воздуха в шине, окружной силы, коэффициента сцепления колеса с дорогой и поступательной скорости движения колеса при его качении. Расчетный радиус качения rо вычисляется по формуле: где Dн - наружный диаметр шины; rст - статический радиус шины. )17.3(,)rD5,0(5,0r стнo +••= Значения Dн и rст определяются для легковых автомобилей по ГОСТ 4754-97 [4], а для грузовых автомобилей и автобусов - по ГОСТ 5513-97 [5]. Шины, предусмотренные указанными стандартами, имеют обозначение, выраженное в дюймах (1 дюйм = 25,4 мм), или смешанное, выраженное в миллиметрах и дюймах. Примеры обозначения шины: 7,50R20 - шина радиальная обычного профиля; 315/80R22,5 - шина радиальная низкопрофильная; 7,50-20 - шина диагональная, где 7,50 и 315 - обозначение ширины профиля шины соответственно в дюймах и милли- метрах; 20 и 22,5 - обозначение посадочного диаметра обода в дюймах; R - обозначение радиальной шины; 80 - серия шины (отношение высоты Н к ширине В профиля шины в процен- тах). Приближенно статический радиус шины rст можно определить по цифрам, указанным в обозначении шины [6]: ,смBшkd5,0стr λ••+•= где d - посадочный диаметр обода, мм; 14 kш = Н/В (Н и В - высота и ширина профиля шины, мм); λсм - коэффициент, учитывающий смятие шины под нагрузкой. Для шин грузовых автомобилей и автобусов (кроме широкопрофильных) Н/В ≈ 1. Для легковых автомобилей, если шины имеют дюймовое обозначение, Н/В ≈ 0,95, если смешанное (миллиметрово-дюймовое) Н/В ≈ 0,80...0,85. Если в обозначении шины указана ее серия, то от- ношение Н/В = серия ×10-2; например, для шины, имеющей обозначение 295/60R22,5, отноше- ние Н/В = 0,6, т. е. kш = 0,6. Для шин грузовых автомобилей, автобусов, шин с регулируемым давлением (кроме ши- рокопрофильных) и диагональных шин легковых автомобилей λсм = 0,85 ... 0,90, для радиаль- ных шин легковых автомобилей λсм = 0,80 ... 0,85. Расчетный радиус качения rо превышает статический rст на 2 ... 3 % в зависимости от скорости движения автомобиля (большие значения относятся к скоростям порядка 100 км/ч), т. е. rо ≈ (1,02...1,03) • rст. Результаты расчета Fк и V по формулам (3.11) и (3.14) для каждой из передач заносятся в табл. 3.1 и наносятся на график тяговой характеристики автомобиля (рис. 3.2). 3.3.4. СИЛА СОПРОТИВЛЕНИЯ ДОРОГИ В нижней части графика тяговой характеристики автомобиля (рис. 3.2) наносят кривую FΨ = Ff + Fi, построенную для одного значения Ψ. При движении автомобиля по горизонталь- ной дороге, что предполагается при выполнении этой работы, FΨ = Ff. Сила сопротивления качению колес автомобиля Ff при движении автомобиля по гори- зонтальной дороге определяется в Н по формуле: )18.3(.faGfF •= Коэффициент сопротивления качению f определяется экспериментально и, в основном, зависит от материала и конструкции шин, давления воздуха в них, твердости и состояния до- рожного покрытия, сопротивления подвески деформациям при перекатывании колес через не- ровности дороги и режима движения автомобиля. Коэффициент f изменяется в широких пределах: от 0,007 ... 0,012 на асфальто-бетонном или цементнобетонном покрытии в хорошем состоянии до 0,15 ... 0,30 на сухом песке. Коэффициент f при увеличении скорости автомобиля возрастает. При номинальных на- грузках на колесо и давлениях воздуха в шине рост коэффициента f становится заметным при V= 15 ... 20 м/с (54 ... 72 км/ч). Значение коэффициента сопротивления качению в зависимости от скорости движения автомобиля V может быть определено по эмпирической формуле: )19.3(,2)V006,0(1ofvff ⎥⎦ ⎤⎢⎣ ⎡ •+•== где fo - коэффициент сопротивления качению при движении автомобиля с малой скоростью (рекомендуемое для расчета значение fo = 0,009); V - скорость движения автомобиля, км/ч. Значения f и соответствующие им значения Ff заносятся в табл. 3.1. 3.3.5. СИЛА СОПРОТИВЛЕНИЯ ВОЗДУХА 15 Кривую силы сопротивления воздуха Fв движению автомобиля строят, откладывая зна- чения этой силы вверх от значений силы Fψ, для соответствующих скоростей движения авто- мобиля (рис. 3.2). Кривая суммарного сопротивления Fψ + Fв определяет величину окруж- ной силы, необходимой для движения автомобиля с постоянной скоростью V = const. Сила сопротивления воздуха Fв в Н рассчитывается по формуле: где kв - коэффициент сопротивления воздуха, Н•с2/м4; Ав - лобовая площадь автомобиля, т. е. площадь проекции автомобиля на плоскость, пер- пендикулярную его продольной оси, м 2 ; V - скорость движения автомобиля, м/с. )20.3(,2VвAвkвF ••= Таблица 3.1. Параметры Частота вращения, об/мин Обозначение Размерность nemin nм np nemax ne / np ⎯⎯ Pe ст кВт Ре кВт Ме ст Н•м Ме Н•м V км/ч Fк Н f ⎯⎯ Fψ H Fв Н D ⎯⎯ П ер ед ач а 1 U 1= , δ 1 = ax м/с 2 Если скорость движения автомобиля V подставляется в формулу (3.20) в км/ч, то полу- ченное значение Fв следует разделить на 3,6 2 ≈ 13. Лобовую площадь автомобиля (автопоезда) Ав достаточно точно можно вычислить по формуле [7, 8, 9]: где С - коэффициент формы, равный для грузовых автомобилей, автопоездов и автобу- сов 1,0, а для легковых автомобилей - 0,89; Hг и Bг - соответственно габаритные высота и ширина транспортного средства, м; h - расстояние от бампера до поверхности дороги (для грузовых автомобилей и ав- топоездов принимается равным статическому радиусу колеса, т.е. h=rст),м; В - ширина профиля шины, м; n - максимальное число колес одного моста автомобиля (при односкатных задних колесах n = 2, при двухскатных n = 4). ( )[ ] )21.3(,BhnтBhгHCвA ••+•−•= 16 Ориентировочные значения лобовой площади Ав и коэффициента сопротивления воздуха kв можно выбрать по табл. 3.2. Значения силы сопротивления воздуха Fв в зависимости от скорости движения автомо- биля V заносят в табл. 3.1. Если при некоторой скорости V1 кривая Fк проходит выше кривой Fψ + Fв, то ордината Fз, заключенная между этими кривыми, представляет собой нереализованную часть окружной силы или запас силы, который можно реализовать для преодоления повышенного дорожного сопротивления или разгона автомобиля. 17 Таблица 3.2 Тип автомобиля Лобовая площадь Ав, м 2 Коэф. сопротивления воздуха kв, Н•с2/м4 Гоночные и спортивные 1,1 ... 1,5 0,12 ... 0,15 Легковые: особо малый малый средний большой 1,2 ... 1,7 1,5 ... 1,9 1,9 ... 2,1 2,0 ... 2,5 0,15 ... 0,20 0,17 ... 0,22 0,19 ... 0,30 0,20 ... 0,35 Грузовые грузоподъемностью: 0,5 ... 2,0 т 2,0 ... 5,0 т 5,0 ... 15,0 т 3,0 ... 5,0 3,5 ... 5,5 5,0 ... 8,5 0,35 ... 0,40 0,38 ... 0,45 0,40 ... 0,60 Магистральные автопоезда 7,5 ... 9,0 0,50 ... 0,70 Автобусы: особо малый малый средний большой 3,5 ... 4,3 4,3 ... 6,2 5,2 ... 6,5 5,8 ... 9,1 0,22 ... 0,25 0,25 ... 0,30 0,30 ... 0,35 0,35 ... 0,45 3.3.6. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЯГОВОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ АВТОМОБИЛЯ С помощью графика тяговой характеристики (рис. 3.2) определяются основные показа- тели динамичности автомобиля при его равномерном движении: 1) максимальная скорость движения автомобиля Vmax. Максимальную скорость Vmax определяют по абсциссе точки пересечения кривых Fψ + Fв и окружной силы на высшей передаче Fк5 (рис. 3.2), т. к. при этом запас окружной силы, а, следовательно, и ускорение автомобиля равны нулю. 2) максимально возможная сила сопротивления дороги Fψmax, которую может преодо- леть автомобиль при заданной скорости. Для определения Fψmax = f(V1), преодолеваемой автомобилем со скоростью V1, нужно из ординаты Fк (точка “d”) вычесть значение силы сопротивления воздуха Fв (отрезок “bc”) при этой скорости. Сумма отрезков “ab + bc“ представляет в масштабе силу сопротивления дороги, которую может преодолеть автомобиль при равномерном движении. Максимально возможная сила сопротивления дороги, которую может преодолеть данный автомобиль, определяется на низшей передаче в коробке передач. Ее значение Fψmax = Fкmax - Fв. При этом Fв соответствует скорости, при которой определяется Fкmax. 3) максимальная окружная сила Fкmax по сцеплению шин ведущих колес с дорогой Fϕ. Предельное значение окружной силы ограничивается силой сцепления ведущих колес автомобиля с поверхностью дорожного покрытия Fϕ. Если окружная сила меньше силы сцепления, то ведущие колеса катятся без пробуксов- ки. Если же Fк > Fϕ, ведущие колеса пробуксовывают, и для движения используется лишь часть 18 Vmin a Рис. 3.2. Тяговая характеристика автомобиля 19 силы, равная Fϕ. Остальная часть силы Fк вызывает ускоренное вращение колес, которое продолжается до тех пор, пока мощность, затрачиваемая на буксование, не уравновесит избы- ток мощности, подводимый к колесам: )22.3(,GF ϕ•ϕ=ϕ где Gϕ - сцепной вес автомобиля, т. е. сила тяжести, приходящаяся на ведущие колеса авто- мобиля, Н. Коэффициент сцепления ϕ зависит от типа и состояния дорожного покрытия, рисунка протектора, степени износа шин, внутреннего давления в них, а также от скорости движения и вертикальной нагрузки на колеса. Для автомобильных шин, в зависимости от типа дорожного покрытия, ϕ изменяется от 0,1 до 0,8. При построении тяговой характеристики предполагаем, что автомобиль движется по горизонтальной дороге с сухим асфальто-бетонным покрытием, имеющим коэффициент сцеп- ления ϕ = 0,8. Чтобы учесть возможность буксования ведущих колес, надо, вычислив для заданного значения ϕ силу сцепления Fϕ по выражению (3.22), провести на графике (рис. 3.2) горизон- таль. В зоне, расположенной ниже горизонтали, соблюдается условие Fк ≤ Fϕ. Зона же, нахо- дящаяся выше горизонтали, характеризует невозможность трогания автомобиля с места, а при движении - неизбежность остановки. Так, в данном случае, движение или трогание на 1-ой пе- редаче возможно лишь со скоростью большей или равной Vϕ. Для движения без буксования со скоростью меньшей Vϕ на 1-ой передаче, необходимо уменьшить величину подачи топлива, отпустив педаль управления двигателем. Все автомобили, в зависимости от осевой нагрузки, делятся на дорожные и внедорож- ные. Масса, приходящаяся на ось (осевая нагрузка) дорожных автомобилей, ограничена зако- нодательствами всех стран. Осевые нагрузки на дорожное покрытие в странах Европы ограни- чены Директивой 96/53 ЕС [10], относящейся к национальным и международным перевозкам. Согласно данной Директивы разрешены следующие осевые нагрузки: Автомобили одна ось тележка из 2-х осей а неведущая ось - 10 т 1,0 < a < 1,3 м - 16 т ведущая ось - 11,5 т 1,3 < a < 1,8 м - 18 т (при сдвоенных колесах и наличии пневмоподвески допускается 19 т) Прицепы и полуприцепы Тележка из 2-х осей Тележка из 3-х осей а а а нагрузка (т) нагрузка (т) нагрузка (т) нагрузка (т) 20 а < 1,0 м - 11 т а ≤ 1,3 м - 21 т 1,0 ≤ а < 1,3 м - 16 т 1,3 < a ≤ 1,4 м - 24 т 1,3 ≤ а < 1,8 м - 18 т а ≥ 1,8 м - 20 т Дорожные автомобили в зависимости от допустимой осевой нагрузки в странах СНГ подразделяются на две группы: 1 - группа А с осевой нагрузкой на одиночную ось до 98,1 кН (10 т); 2 - группа Б с осевой нагрузкой на одиночную ось до 58,8 кН (6 т). Для внедорожных и легковых автомобилей нагрузка на одиночную ось не регламентиру- ется. Для грузовых автомобилей распределение нагрузок между осями зависит главным обра- зом от того, для каких дорог они предназначены. В соответствии с действующими строительными нормами и правилами СНиП 2.05.02-95 все дороги общего пользования транспортной сети СНГ делятся на 5 категорий. К числу техни- ческих показателей дорожных условий, позволяющих отнести дорогу к определенной катего- рии, относятся: расчетная интенсивность движения АТС в сутки, расчетная скорость движения, число полос движения, ширина полосы движения, наибольшие продольные уклоны, наиболь- шая продольная видимость до остановки и до встречного автомобиля и наибольшие радиусы кривых в плане. Дороги имеют покрытия четырех основных типов: 1 - капитальные (цементно-бетонные и асфальто-бетонные) для дорог I ... III категорий; 2 - облегченные (асфальто-бетонные, дегте- бетонные) для дорог III и IV категорий; 3 - переходные (щебеночные, гравийные) для дорог IV категории; 4 - низшие (из грунтов, укрепленных и улучшенных добавлениями) для дорог V ка- тегории [11]. Если в технических данных не указано распределение веса автомобиля по осям, то для определения силы тяжести, приходящейся на ведущие колеса автомобиля Gϕ, следует восполь- зоваться данными, приведенными в табл. 3.3. 4) критическая скорость Vкi движения автомобиля по условиям величины окружной си- лы на ведущих колесах и области устойчивого движения автомобиля при полной нагрузке дви- гателя. Таблица 3.3 Тип, группа автомобилей Сила тяжести, приходя- щаяся на задний мост Грузовые автомобили со сдвоенными шинами: - группа А - группа Б (0,67...0,7)•Ga (0,7...0,75)•Ga Автобусы: - городские, пригородные и междугородные - для местных перевозок (0,67...0,7) •Ga (0,7...0,75) •Ga Легковые автомобили: - с передним расположением двигателя и задним ведущим мостом - с передним расположением двигателя и передним ведущим мостом - с задним расположением двигателя и задним ведущим мостом (0,52...0,55) •Ga (0,43...0,47) •Ga (0,56...0,60) •Ga 21 Абсциссы точек перегиба кривых окружной силы Fкi характеризуют критическую ско- рость движения автомобиля Vкi по условию развиваемой окружной силы. При движении со скоростью V > Vкi (где i - номер передачи), случайное повышение сопротивления движению вызывает уменьшение скорости, но при этом одновременно увеличивается значение окружной силы Fкi на ведущих колесах. При движении же со скоростью V < Vкi, увеличение сопротивле- ния движению снижает скорость, что приводит к интенсивному снижению Fкi. Таким образом, скорость Vкi является границей, определяющей область устойчивого движения автомобиля при полной нагрузке двигателя. При V > Vкi движение на i-ой передаче устойчиво, а при V ≤ Vкi - движение неустойчиво. 5) скоростной диапазон автомобиля на i-ой передаче, определяемый по формуле: , кV maxV Vid i i= где Vmaxi и Vкi - соответственно максимальная и критическая скорости при движении ав- томобиля на i-ой передаче в коробке передач. 6) силовой диапазон автомобиля на i-ой передаче: , кF кF Fid vi maxi= где Fкimax и Fкvi -соответственно максимальное значение окружной силы и значение окружной силы при максимальной скорости в случае движения автомобиля на i-ой пе- редаче. Особыми точками тяговой характеристики автомобиля являются: 1. Максимальная скорость движения автомобиля Vmax; 2. Окружная сила Fкv при максимальной скорости Vmax; 3. Максимальная окружная сила на высшей передаче Fкnmax, где n - номер высшей пере- дачи; 4. Максимальная окружная сила Fкmax, развиваемая на ведущих колесах автомобиля; 5. Минимальная устойчивая скорость движения автомобиля Vmin; 6. Окружная сила по сцеплению шин ведущих колес с дорогой Fϕ; 7. Критическая скорость движения автомобиля по условию величины окружной силы на высшей передаче Vкn; 8. Скоростной диапазон автомобиля на высшей передаче dVn; 9. Силовой диапазон автомобиля на высшей передаче dFn. Значения особых точек тяговой характеристики автомобиля студент приводит в итого- вой таблице 5.1. 3.4. МОЩНОСТНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АВТОМОБИЛЯ Для анализа динамических свойств автомобиля можно вместо соотношения сил исполь- зовать сопоставление мощности Рк, подводимой к ведущим колесам, с мощностью, необходи- мой для преодоления сопротивления движению. 22 По аналогии с уравнением тягового (силового) баланса (3.9) уравнение мощностного баланса можно записать в виде: )23.3(.jPвPPкP ++ψ= Заменим обозначения мощностей их развернутыми выражениями: или, с учетом приведенных в табл. 3.1 значений сил сопротивления движению: , dt dVVam 3VвAвkVаGтрPe ••δ•+••+•ψ•=η• .VjFVвFVFтрPe •+•+•ψ=η• Пользуясь внешней скоростной характеристикой двигателя или данными, приведенными в табл. 3.1, для каждой передачи строят зависимость Ре = f(V). На различных передачах одному и тому же значению ne соответствует скорость V тем меньшая, чем больше передаточное чис- ло трансмиссии Uтр. Поэтому кривые Ре = f(V) для различных передач при скоростях, соответ- ствующих одинаковым ne (одним и тем же точкам), имеют одинаковые ординаты. Чем больше Uтр для включенной передачи, тем ближе к оси ординат располагается кривая Ре = f(V). Затем для каждой передачи рассчитывают мощность, подводимую от двигателя к веду- щим колесам автомобиля: )24.3(.трPeкP η•= Заносят данные в соответствующие строки табл. 3.4 и строят зависимости Ркi = f(Vi) для каждой i-ой передачи (рис. 3.3). В нижней части графика помещают характеристику Рψ = f(V), вверх от которой откла- дываются значения мощности Рв, затраченной на преодоление сопротивления воздуха. Данные мощности определяются из выражений: )25.3(.VвFвP;VFP •=•ψ=ψ Значения сил Fψ и Fв для соответствующих скоростей берутся из табл. 3.1. Если раз- мерность силы - Н, а скорости - м/с, то получаем значение мощности - Вт. Результаты расчета сводятся в табл. 3.4. Наибольшую скорость Vmax при полной подаче топлива автомобиль развивает на выс- шей передаче, когда мощность Рк5 = Рψ + Рв (рис. 3.3). Для равномерного движения по той же дороге со скоростью V1 (где V1 < Vmax), водитель должен уменьшить подачу топлива. Введем понятие о запасе мощности Рз, равном разности между мощностью, подведенной к ведущим колесам Рк при работе двигателя по внешней скоростной характеристике, и суммой мощностей сопротивления движению (Рψ + Рв) при равномерном перемещении. Отрезок Рз (рис. 3.3) характеризует запас мощности, который может быть израсходован на разгон автомобиля или на преодоление увеличенного сопротивления дороги при движении автомобиля на высшей передаче со скоростью Vi. Отношение мощности, необходимой для равномерного движения автомобиля (Рψ + Рв), к мощности Рк, которую развивает автомобиль при той же скорости Vi и полной подаче топли- ва называют степенью использования мощности двигателя и обозначают буквой И: )26.3(. кP вPPИ +ψ= 23 Чем лучше качество дорожного покрытия и меньше скорость автомобиля, тем меньше используемая мощность двигателя. На величину И влияет передаточное число транс- миссии Uтр. Автомобиль может двигаться со скоростью V2 (рис. 3.3) на 1-ой, 2-ой, 3-ей, 4-ой и 5-ой передачах. При этом величина Рк1 > Рк2 > Рк3 > Рк4 > Рк5, следовательно, и И5 > И4 > И3 > И2 > И1. Значения степени использования мощности двигателя И также заносят в табл. 3.4. 3.5. ДИНАМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АВТОМОБИЛЯ Методы тягового (силового) и мощностного балансов затруднительно применять при сравнении тягово-динамических свойств автомобилей, имеющих различные снаряженные мас- сы и грузоподъемность, так как при движении их в одинаковых условиях силы и мощности, не- обходимые для преодоления суммарного дорожного сопротивления, различны. От этого недо- статка свободен метод решения уравнения движения с помощью динамической характерис- тики. С этой целью воспользуемся безразмерной величиной D - динамическим фактором, рав- ным отношению свободной силы тяги (Fк - Fв) к силе тяжести автомобиля Ga: )27.3(. aG вFкFD −= a Рис. 3.3. Мощностная характеристика автомобиля Таблица 3.4 Параметры Р е з у л ь т а т ы р а с ч е т а Обозначе- ние № точки Размерность 1 2 3 4 5 6 24 Ре кВт Рк кВт V км/ч V м/с Pψ кВт Pв кВт П ер ед ач а 1, η т р = И ⎯⎯ Графическое изображение зависимости динамического фактора от скорости движения автомобиля на различных передачах в коробке передач и полной нагрузке на автомобиль назы- вают динамической характеристикой автомобиля, т. е. D = f(V). Для расчета динамического фактора D по формуле (3.27) и построения динамической характеристики используют значения Fк и Fв в функции скорости движения автомобиля V на различных передачах, приведенные в табл. 3.1. В эту же таблицу для различных передач в функции скорости записывают значения динамического фактора. Динамическая характеристика автомобиля приведена на рис. 3.4. Чтобы связать динамический фактор с условиями движения автомобиля, перенесем в уравнении силового баланса (3.9) силу сопротивления воздуха Fв в левую часть уравнения: и разделим обе части полученного равенства на силу тяжести автомобиля Ga. . dt dV amaGвFкF ;jFFвFкF •δ•+ψ•=− +ψ=− Учитывая, что Ga = ma • g, где g - ускорение свободного падения, м/с2, запишем: )28.3(. dt dV g D •δ+ψ= 3.5.1. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ АВТОМОБИЛЯ По динамической характеристике можно судить о тягово-скоростных свойствах автомо- биля. С этой целью по графику (рис. 3.4) определяются: 25 Va Рис. 3.4. Динамическая характеристика автомобиля 1) максимальная скорость движения автомобиля Vmax. Принимая во внимание, что при Vmax (dV/dt) = 0, из уравнения (3.28) получим D = ψ. Следовательно, Vmax определяется в заданном масштабе абсциссой точки пересечения кривых D = f(V) на высшей передаче и ψ = f(V). В общем случае кривая ψ = f(V) является квадратичной параболой, т. к. ψ = fv + i. Динамическая характеристика автомобиля строится в предположе- нии, что автомобиль движется по горизонтальной дороге, т. е. i = 0 и ψ = fv. Динамический фактор при Vmax обозначим через Dv (рис. 3.4). 2) максимальное дорожное сопротивление, преодолеваемое автомобилем на высшей пе- редаче Fnψmax. Ординаты точек перегиба кривых Dimax определяют ψimax на каждой из передач. Максимальный динамический фактор автомобиля Dmax (рис. 3.4) определяет макси- мальное значение коэффициента дорожного сопротивления, преодолеваемого автомобилем при установившемся движении. Максимальный динамический фактор на высшей передаче Dnmax, где n - номер высшей передачи, определяет диапазон дорожных сопротивлений, преодолеваемых автомобилем без перехода на низшие передачи. 26 Следовательно, для определения максимального дорожного сопротивления, преодолеваемого автомобилем на высшей передаче Fnψmax необходимо по графику динамиче- ской харак-теристики найти Dnmax и определить Fnψmax по формуле: .aGnDnFилиaGnnF maxmaxmaxmax •=•ψ= ψψ 3) максимальный подъем imax, преодолеваемый автомобилем на данной передаче. Если известна величина сопротивления качению автомобиля в функции скорости его −− преодоле,уклоныймаксимальнопределитьможно)vfiD(разностипото,vfдвижения max ваемый автомобилем на данной передаче, т. е. )29.3(;vfiDmaxi max −= 4) критическая скорость движения автомобиля по условиям величины окружной силы Vкi и область устойчивого движения автомобиля при полной нагрузке двигателя. Абсциссы точек перегиба кривых динамического фактора Vкi характеризуют критичес- кую скорость движения автомобиля по условиям величины окружной силы на ведущих коле- сах. При движении автомобиля на i-ой передаче со скоростью V > Vкi, случайное повышение сопротивления движению вызывает уменьшение скорости, но при этом одновременно увеличи- вается значение динамического фактора Di. При движении же со скоростью V ≤ Vкi, увеличе- ние сопротивления движению снижает скорость автомобиля, что приводит к интенсивному уменьшению Di. Таким образом, скорость Vкi является границей, определяющей область устой- чивого движения автомобиля при полной нагрузке двигателя. При V > Vкi - движение устой- чиво, при V ≤ Vкi - движение неустойчиво. 5) зона движения автомобиля без буксования ведущих колес. Максимальное значение окружной силы на ведущих колесах Fк ограничено сцеплением шин с поверхностью дорожного покрытия, т. е. ограничено силой Fϕ = ϕ •Gϕ. Поскольку мак- симальная окружная сила имеет место при движении автомобиля с малой скоростью, при под- счете динамического фактора, ограниченного сцеплением Dϕ, в выражении (3.27) пренебрега- ют силой сопротивления воздуха: )30.3(. aG G aG F D ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ ϕ•ϕ=ϕ=ϕ Отношение Gϕ / Ga называют коэффициентом сцепного веса. Этот коэффициент показы- вает, какая доля веса автомобиля приходится на ведущие колеса. С увеличением коэффициента сцепного веса автомобиля повышается его проходимость. 6) условие безостановочного движения. Учитывая формулы (3.28) и (3.30), получим условие безостановочного движения авто- мобиля, выраженное в динамических факторах: .DD ψ≥≥ϕ Особыми точками динамической характеристики автомобиля являются: 1. Максимальная скорость движения автомобиля Vmax; 2. Динамический фактор при максимальной скорости движения автомобиля Dv; 3. Максимальный динамический фактор на высшей передаче Dnmax, где n - номер выc- шей передачи; 4. Максимальный динамический фактор автомобиля Dmax; 27 5. Максимальное дорожное сопротивление, преодолеваемое автомобилем на высшей пе-редаче Fnψmax; 6. Максимальный подъем, преодолеваемый автомобилем на высшей передаче inmax; 7. Минимальная устойчивая скорость движения автомобиля Vmin на низшей передаче; 8. Динамический фактор по сцеплению шин с поверхностью дорожного покрытия Dϕ; 9. Критическая скорость движения автомобиля на высшей передаче Vкn; 10. Скоростной диапазон автомобиля на высшей передаче: dVn = Vmax / Vкn; 11. Силовой диапазон автомобиля на высшей передаче: dDn = Dnmax / Dv. Значения особых точек динамической характеристики автомобиля студент приводит в итоговой таблице 5.2. 3.6. РАЗГОН АВТОМОБИЛЯ Время равномерного движения автомобиля обычно невелико по сравнению с общим временем его работы. При эксплуатации в городах автомобили движутся равномерно всего 15 - 20 % времени, 40 - 45 % - ускоренно и 30 - 40 % - замедленно. Показателем динамических свойств автомобиля при разгоне служит интенсивность раз- гона или приемистость автомобиля. Приемистость (интенсивность разгона) автомобиля характеризует его способность быст- ро трогаться с места и увеличивать скорость движения. Это свойство автомобиля имеет особен- но большое значение в условиях городского движения при частых остановках и троганиях с места, а также характеризует быстроту осуществления обгонов в условиях загородного движе- ния. Интенсивность разгона автомобиля измеряется величиной его ускорения. 3.6.1. УСКОРЕНИЕ АВТОМОБИЛЯ ПРИ РАЗГОНЕ Ускорение автомобиля определяют экспериментально или рассчитывают применительно к горизонтальной дороге с твердым покрытием хорошего качества при условии максимального использования мощности двигателя и отсутствии буксования колес. Трогание автомобиля с места кратковременно и определяется преимущественно индиви- дуальными особенностями водителя. Поэтому считают, что разгон начинается с минимальной скорости Vmin (рис. 3.5) на передаче, с которой происходит трогание автомобиля с места. Минимальное значение скорости Vmin соответствует минимальным устойчивым оборо- там коленчатого вала двигателя nemin. В интервале скоростей 0 - Vmin автомобиль трогается с места при пробуксовке сцепления и постепенном увеличении подачи топлива. Величину ускорения в м/с 2 находят из уравнения (3.28), связывающего значение дина- мического фактора с условиями движения автомобиля. Обозначив в этом уравнении dV / dt через ах, и, учитывая, что для горизонтальной дороги ψ = fv, запишем: ( ) )31.3(,gvfDxa δ•−= где g - ускорение свободного падения (g = 9,81 м/c2). При этом значения динамического фактора Di и соответствующие им значения коэффи- циентов сопротивления качению fv в функции скорости автомобиля на каждой из передач бе- рутся из табл. 3.1. 28 я. Для расчета коэффициента учета вращающихся масс автомобиля δ, если известны моменты инерции вращающихся масс маховика, приведенных к нему подвижных де- талей двигателя, и колес автомобиля, используется формула (3.2). Выражение (3.2) можно переписать в виде: .2 oram n 1i кJ 2;2 oram тр 2 оU 2 кпUмJ 1где )32.3(,2 2 кпU11 i • ==σ • η•••=σ σ+•σ+=δ ∑ Для одиночных автомобилей при их номинальной нагрузке можно считать σ1 = σ2 = 0,04. Для автопоезда массой mап и числом колес nап при массе автомобиля-тягача mт и числе его колес nт: . тnапm апnтm04,02; апm тm04,01 • ••=σ•=σ Определив для каждой передачи коэффициент учета вращающихся масс δ, рассчитыва- ют ускорения ах на каждой из передач для выбранных ранее точек. Результаты расчета заносят в табл. 3.1 и строят график ускорений автомобиля на передачах (рис. 3.5) в зависимости от скорости его движени У легковых автомобилей при максимальной скорости Vmax ускорение, как правило, рав- но нулю, так как запас мощности при этом отсутствует. У грузовых автомобилей при Vmax имеется запас мощности, но он для разгона не используется, так как срабатывает ограничитель оборотов двигателя. У грузовых автомобилей и автобусов максимальное ускорение ахmax на 1-ой передаче может быть ниже, чем на 2-ой или примерно одинаковым. Это объясняется большой величиной передаточного числа трансмиссии на этих передачах, вследствие чего резко увели- чивается коэффициент учета вращающихся масс автомобиля δ. Важнейшими точками характеристики ускорений автомобиля являются: 1. Максимальное ускорение ахmax; 2. Скорость автомобиля при максимальном ускорении Vaxmax; 3. Максимальное ускорение на высшей передаче axnmax; 4. Скорость автомобиля на высшей передаче при максимальном ускорении Vaxnmax. 5. Максимальная скорость движения автомобиля Vmax. Значения важнейших точек характеристики ускорений автомобиля студент приводит в итоговой таблице 5.3. 29 Рис. 3.5. Ускорения автомобиля на передачах 3.6.2. ВРЕМЯ И ПУТЬ РАЗГОНА АВТОМОБИЛЯ Более удобными и наглядными оценочными измерителями интенсивности разгона авто- мобиля являются время t и путь S разгона автомобиля в заданном интервале скоростей. Эти параметры могут быть определены экспериментально или расчетным путем. При расчете принимаются некоторые допущения. Так, у автомобиля с механической трансмиссией при трогании с места и переключении передач некоторое время передача крутя- щего момента от двигателя к ведущим колесам происходит с пробуксовкой сцепления. В расче- тах этим процессом пренебрегают, и считают, что после включения передачи к колесам сразу же передается мощность двигателя, соответствующая полной подаче топлива. Kроме того, счи- тают, что в каждый момент времени к колесам подводится мощность, определяемая по внеш- ней скоростной характеристике двигателя для частоты вращения, соответствующей скорости движения разгоняющегося автомобиля. Время и путь разгона автомобиля рассчитывают в предположении, что он разгоняется по ровной горизонтальной дороге при полной подаче топлива на участке длиной 2000 м (ГОСТ 22576-95. АТС. Скоростные свойства. Методы испытаний). 3.6.2.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕНИ РАЗГОНА АВТОМОБИЛЯ Трогание с места начинают на передаче, обеспечивающей максимальное ускорение. Для определения наиболее интенсивного разгона в расчет вводят ускорения, соответствующие мак- симально допустимой скорости движения автомобиля на данной передаче (кривая аoбвгдеж на рис. 3.6). Рисунок 3.6 является вспомогательным и в пояснительной записке или контрольной работе студентом не приводится. 30 Время разгона автомобиля на k-ой передаче от скорости Vmink до скорости Vmaxk нахо- дят, исходя из следующих соотношений: )33.3(. maxV minV x a dVt; xa dVdt; dt dV xa k k ∫=== Интегрирование последнего выражения производят численным методом. С этой целью кривые ускорения на каждой из передач разбивают на 5-6 одинаковых ин- тервалов (рис. 3.6). Предполагается, что в интервале скорости: где Vi и Vi+1 - значения скоростей соответственно в начале и конце интервала в м/с, )34.3(,iV1iViV −+=∆ ввиду малости последнего, автомобиль движется равноускоренно с ускорением aiср в м/с2, рав- ным полусумме ускорений ai и ai+1 соответственно в начале и конце этого интервала, т. е. ( ) )35.3(.1iaia5,0ia ср ++•= Для повышения точности расчета интервал скоростей выбирают равным 3 ... 5 км/ч на низшей передаче, т. е. на передаче, с которой происходит трогание автомобиля с места, 5 ... 10 км/ч - на промежуточных и 10 ... 15 км/ч - на высшей передаче. Время движения автомобиля ∆ti в секундах, за которое его скорость вырастает на вели- чину ∆Vi, определяется по закону равноускоренного движения: )36.3(. ia iVit ср ∆=∆ Общее время разгона автомобиля на k-ой передаче от скорости Vmink до Vmaxk, при ко- торой начинается переключение на (k+1)-ую передачу, находят суммированием времен разгона в интервалах, т. е. где n - число интервалов скоростей на k-ой передаче. )37.3( n 1i ,itnt2t1tkt ∑ = ∆=∆+∆+∆= K По накопленным значениям ∆ti, определенным для различных скоростей, строят кривую времени разгона на k-ой передаче, начиная ее со скорости Vmink. Для передачи, на которой происходит трогание автомобиля с места в начальный момент при t=0 скорость автомобиля принимается равной Vmin (рис. 3.7). Исходные данные и результаты расчета сводят в таблицу 3.5. Эта таблица содержит данные, относящиеся к одной из передач. Подобные таблицы за- полняются для построения графика времени и пути разгона автомобиля на всех передачах. Обо- значения, приведенные в табл. 3.5, соответствуют обозначениям, указанным на рис. 3.6 и 3.7. В 1-ю строку таблицы записывают значения скоростей Vi в км/ч, соответствующие гра- ницам интервалов. В рассматриваемом случае число границ i изменяется от 0 до 6, т.е. i = 0, 1, 2, ... , 6. Во 2-ю строку заносятся те же скорости, но в размерности м/с. В 3-ю строку - разность между значениями скоростей в конце и начале интервала. В 4-ю - значения ускорений ai в м/с 2 ; в 5-ю - средние значения ускорений аiср в интервале, определяемые по формуле (3.35); в 6-ю - время прохождения автомобилем i-го интервала ∆ti в с, которое определяется по формуле 31 (3.36). Суммируя слева направо полученные значения ∆ti, определяем общее время разго-на в интервалах и на заданной передаче в целом, результаты заносим в 7-ю строку таблицы. По данным 1-ой и 7-ой строк табл. 3.5 строится зависимость скорости движения автомо- биля от времени разгона на передаче, т. е. V = f(t) (рис. 3.7 и 3.8). После достижения автомобилем оптимальной по ускорению скорости на k-ой передаче производится переключение на смежную высшую ступень в коробке передач. Значение скорос- ти, до которой следует разгоняться на k-ой передаче, зависит от характера протекания ускоре- ния на данной передаче и смежной с ней высшей. Если кривые ускорений на смежных переда- чах пересекаются (точки б, в и г на рис. 3.6), то в качестве скорости, соответствующей началу переключения на смежную высшую передачу, принимается скорость, при которой происходит это пересечение. Если кривые ускорений на смежных передачах не пересекаются (точки д и е на рис. 3.6), то скорость, при которой начинается переключение, соответствует максимально возможной скорости на данной передаче Vmaxk. Во время переключения передач с разрывом потока мощности автомобиль движется на- катом. Время переключения передач зависит от квалификации водителя, конструкции коробки передач и типа двигателя. Время движения автомобиля при нейтральном положении в коробке передач tп для автомобилей с карбюраторным двигателем находится в пределах 0,5 ... 1,5 с, а с дизельным - 0,8 ... 2,5 с. При расчетах обычно принимают tп = 1 с. В процессе переключения передач скорость автомобиля уменьшается. Величину умень- шения скорости Vп за время движения автомобиля накатом в процессе переключения передач, можно найти, решая уравнение силового баланса: .вFiFjFfFкF ±±±= д е Рис. 3.6. К построению характеристики времени и пути разгона автомобиля 32 Vmax2 V=f(S) V=f(t) Vп Vmax1 V Vmin2 tп Vmin1 Sп Vmin 0 ∆t1 ∆ t2 t c 0 S м Рис. 3.7. Разгон автомобиля на 1-ой и 2-ой передачах При движении автомобиля накатом окружная сила на ведущих колесах Fк = 0; так как автомобиль движется по горизонтальной дороге, то сила сопротивления подъему Fi = 0. Пренебрегая сопротивлением воздуха за время переключения передач, т. е. принимая Fв = 0, окончательно получим: .0jFfF =± Так как автомобиль движется накатом, т. е. с замедлением, то сила сопротивления разго- ну Fj принимает отрицательное значение. Следовательно, можно записать, что jFfF = или в развернутом виде: где δн - коэффициент учета вращающихся масс автомобиля при его движении накатом. , н gf dt пdV, dt пdVнg aGfaG δ •=•δ•=• δн определяется по формуле (3.4) или может быть принят равным 1,03 ... 1,05. Тогда . t 0 dtf3,9пVилиf3,9dt пdV п∫ ••=•≈ Отсюда )38.3(.][,пtf5,33пVили][,пtf3,9пV км/чм/с ••=••= 33 Считаем, что за время переключения передач сила сопротивления качению автомобиля не изменяется, т. е. коэффициент сопротивления качению f остается постоянным и равным принятому. Значения времени переключения tпk с k-ой на (k+1)-ую передачу и падения скорости Vпk, происшедшее за это время, заносятся соответственно в 8-ю и 9-ю строку табл. 3.5 и нано- сятся на график разгона автомобиля. 3.6.2.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПУТИ РАЗГОНА АВТОМОБИЛЯ Путь разгона автомобиля S за время t определяется выражением: . t 0 dtVS ∫ •= Этот интеграл также вычисляется численными методами. При равноускоренном движе- нии в интервале скоростей ∆Vi, автомобиль движется со средней скоростью ( ) )39.3(1iViV5,0iV ср ++•= и проходит путь )40.3(.itiViS ср ∆•=∆ Путь разгона автомобиля до заданной скорости определяется суммированием элемен- тарных путей ∆Si на каждом интервале скоростей ∆Vi. Общий путь разгона автомобиля на k-ой передаче от скорости Vmink до скорости Vmaxk находят суммированием пути разгона в интервалах, т. е. где n - число интервалов на k-ой передаче. )41.3(, n 1i iSkS ∑ = ∆= Значения средних скоростей Viср в интервалах и пути, проходимого автомобилем ∆Si, при заданном приращении скорости заносят соответственно в 10-ую и 11-ую строки табл. 3.5. Значения наращиваемого пути разгона в интервалах и передаче в целом помещают в строку 12 указанной таблицы. По данным 1-ой и 12-ой строк строится зависимость скорости автомобиля от пути разго- на на передаче, т. е. V = f(S) (рис. 3.7 и 3.8). Путь Sпk, пройденный автомобилем за время переключения tпk с k-ой на (k+1) передачу, определяется по формуле: ( ) )42.3(, 6,3 пt пV5,0maxVпS kkkk ••−= где скорость Vmaxk, при которой начинается переключение на смежную высшую передачу, и скорость Vпk, которая теряется за время переключения передач, выражены в км/ч, а время пе- реключения передач tпk в секундах. Значение пути Sпk, пройденного автомобилем за время переключения передач, заносится в 13-ую строку табл. 3.5 и наносится на график разгона автомобиля (рис. 3.8). В качестве минимальной (начальной) скорости, с которой начинается разгон на после- 34 дующей (k+1)-ой передаче, принимается скорость Vmin(k+1) (рис. 3.6), определяемая по выражению: )43.3(.пVmaxVminV kk)1k( −=+ Для определения пути и времени разгона на (k+1)-ой передаче на графике ускорений Значения.интервалов64наяразбиваетс)6.3.рис(maxVдоminVотграфикаучасток )1k()1k( −++ скоростей и ускорений, соответствующие границам интервалов, записываются в таблицу, ана- логичную табл. 3.5. Последующий расчет проводится в том же порядке, что и на предыдущей передаче. При построении графика времени и пути разгона автомобиля на высшей передаче правая граница последнего интервала, на которые разбита кривая ускорений на высшей передаче, со- ответствует максимальной скорости движения автомобиля Vmax. Если при прохождении автомобилем 2000 м максимальная скорость движения на выс- шей передаче Vmax не достигнута, то определяется скорость прохождения 2000 метровой от- метки V2000. Для этой цели используется формула линейной интерполяции: где Vн и Sн - скорость и путь, при прохождении которого автомобиль преодолевает отметку, соответствующую началу последнего интервала, т. е. его левую границу; Sv - путь, на котором автомобиль разгоняется до максимальной скорости. ( ) )44.3(,нS2000 нSvS нVmaxVнV2000V −•− −+= При этом должно соблюдаться условие: .vS2000нS << Далее, зная скорость прохождения автомобилем 2000 метровой отметки, определяется по графику (рис. 3.5) ускорение, развиваемое автомобилем при этой скорости, и рассчитывается время прохождения автомобилем 2000 метровой отметки t2000. Данные подставляются в таб- лицу, аналогичную табл. 3.5. Если автомобиль развивает максимальную скорость Vmax на участке, не превышающем 2000 м, то время прохождения 2000 метровой отметки определяется по формуле: )45.3(, maxV 6,3)vS2000(vt2000t •−+= где tv - время, за которое автомобиль разгоняется до максимальной скорости. Значение максимальной скорости автомобиля Vmax подставляется в формулу (3.45) в км/ч. Для построения графика разгона автомобиля время и путь разгона на последующей пе- реда-че прибавляется к соответствующим значениям на предыдущей передаче, т. е. где nj - число интервалов, на которое разбита кривая ускорения на j-ой передаче (j=1,k); k - число ступеней в коробке передач, на которых производится разгон автомобиля. )47.3(, nk 1i k,iSj,пS nj 1i j,iS2,пS 2n 1i 2,iS1,пS 1n 1i 1,iSS )46.3(; nk 1i k,itj,пt nj 1i j,it2,пt 2n 1i 2,it1,пt 1n 1i 1,itt ∑ = ∆++∑ = ∆+++∑ = ∆++∑ = ∆= ∑ = ∆++∑ = ∆+++∑ = ∆++∑ = ∆= K K Образец скоростных характеристик времени и пути разгона автомобиля показан на рис. 3.8. 35 Таблица 3.5 № пере- дачи № стро- ки Пара- метр Размер- ность 0 1 Н о м 2 е р 3 4 т о ч к 5 и 6 1 Vi,1 км/ч V0,1 V1,1 V2,1 V3,1 V4,1 V5,1 V6,1 2 Vi,1 м/с V0,1 V1,1 V2,1 V3,1 V4,1 V5,1 V6,1 3 ∆Vi,1 м/с - V1,1-V0,1 V2,1-V1,1 V3,1-V2,1 V4,1-V3,1 V5,1-V4,1 V6,1-V5,1 4 ai,1 м/с 2 a0,1 a1,1 a2,1 a3,1 a4,1 a5,1 a6,1 5 aiср,1 м/с 2 - (a0,1+a1,1)/2 (a1,1+a2,1)/2 (a2,1+a3,1)/2 (a3,1+a4,1)/2 (a4,1+a5,1)/2 (a5,1+a6,1)/2 1 6 ∆ti,1 с - ∆V1,1/a1ср,1 ∆V2,1/a2ср,1 ∆V3,1/a3ср,1 ∆V4,1/a4ср,1 ∆V5,1/a5ср,1 ∆V6,1/a6ср,1 7 t1 с - ∆t1,1 Σ∆ti,1, i=1,2 Σ∆ti,1, i=1,3 Σ∆ti,1, i=1,4 Σ∆ti,1, i=1,5 Σ∆ti,1, i=1,6 8 tп,1 с 9 Vп,1 км/ч 10 Viср,1 м/с - (V0,1+V1,1)/2 (V1,1+V2,1)/2 (V2,1+V3,1)/2 (V3,1+V4,1)/2 (V4,1+V5,1)/2 (V5,1+V6,1)/2 11 ∆Si,1 м - Viср,1 •∆ti,1 Viср,2 •∆ti,2 Viср,3 •∆ti,3 Viср,4 •∆ti,4 Viср,5 •∆ti,5 Viср,6 •∆ti,6 12 S1 м - ∆S1,1 Σ∆Si,1, i=1,2 Σ∆Si,1, i=1,3 Σ∆Si,1, i=1,4 Σ∆Si,1, i=1,5 Σ∆Si,1, i=1,6 13 Sп,1 м 36 160 км/ч 120 100 V 80 60 40 20 0 15 30 45 60 c 75 t V = f(S) V = f(t) 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 м 2000 S Рис. 3.8. Скоростные характеристики времени и пути разгона автомобиля 37 3.6.3. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ВРЕМЕНИ И ПУТИ РАЗГОНА АВТОМОБИЛЯ По скоростной характеристике разгона определяются следующие оценочные измерители тягово-скоростных свойств автомобиля: 1) условная максимальная скорость Vymax в км/ч. Данная скорость определяется как средняя скорость прохождения автомобилем послед- них 400 м двухкилометрового участка: )48.3(, 1600t2000t 4006,3 maxyV − •= где t2000 и t1600 - время разгона автомобиля на участках протяженностью соответственно 2000 м и 1600 м; 2) время разгона автомобиля t400 и t1000 на участках протяженностью 400 м и 1000 м; 3) время разгона tз до заданной скорости Vз: 100 км/ч - для автотранспортных средств полной массой менее 3,5 т; 80 км/ч - для грузовых автомобилей, автобусов (кроме городских) полной массой свыше 3,5 т и автопоездов; 60 км/ч - для городских автобусов. Значения указанных оценочных измерителей автомобиля сводятся в итоговую табл. 5.4. 4. ОЦЕНКА ТОПЛИВНО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ АВТОМОБИЛЯ Топливной экономичностью автомобиля называют совокупность свойств, определяю- щих расход топлива при выполнении автомобилем транспортной работы в различных условиях эксплуатации. В Республике Беларусь добывается ежегодно около 2 млн. тонн нефти, что составляет всего лишь 10 % необходимого объема. Топливная экономичность автомобилей имеет большое значение для экономики страны в целом, так как автомобильный транспорт потребляет более 30 % сжигаемого в Республике Беларусь жидкого топлива, получаемого из нефти, а его стоимость составляет в среднем 25 % себестоимости транспортных работ. Повышение топлив-ной эконо- мичности автомобилей приводит не только к экономии топлива, снижению себе-стоимости пе- ревозок, но и к снижению экологической опасности автотранспортных средств. Топливная экономичность в основном зависит от конструкции автомобиля и условий его эксплуатации. Она определяется степенью совершенства рабочего процесса в двигателе, коэф- фициентом полезного действия и передаточным числом трансмиссии, соотношением между снаряженной и полной массой автомобиля, интенсивностью его движения, а также сопротивле- нием, оказываемым движению автомобиля окружающей средой. 4.1. ОЦЕНОЧНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ТОПЛИВНОЙ ЭКОНОМИЧНОСТИ Источником энергии для движения автотранспортного средства (АТС) является установ- ленный на нем двигатель. Поэтому топливная экономичность АТС в значительной мере опре- деляется такими показателями двигателя, как часовой расход топлива Gт, кг/ч - масса топлива, расходуемого за один час работы двигателя, и удельный расход топлива ge, г/(кВт• ч) - масса топлива, расходуемого в час на единицу мощности двигателя. Основным измерителем топливной экономичности автомобиля в странах СНГ и боль- шинстве европейских стран является расход топлива в л на 100 км пройденного пути или путевой расход топлива Qs, л/100 км. 38 Для оценки эффективности использования топлива при выполнении транспортной рабо- ты используют расход топлива в л на единицу транспортной работы (100 т• км) Qw, л/(100 т • км), т. е. отношение фактического расхода топлива к выполненной транспортной ра- боте. В США и Соединенном Королевстве (Великобритания и Северная Ирландия) наряду с путевым расходом топлива используют обратный измеритель - длину пробега на единицу объ- ема израсходованного топлива. За единицу пути принимают милю, а за единицу объема жид- кости – галлон. Учитывая, что 1 миля = 1,609 км, 1 галлон США = 3,785 л, а 1 галлон британс- кий = 4,546 л, перевод расхода топлива из одной системы в другую осуществляется по соотно- шениям: , )UK(mpg 282 sQили)US(mpg 234 sQ == где Qs - путевой расход топлива, в л/100 км; mpg(US) и mpg(UK) - путь в милях, проходимый автомобилем при расходовании 1 галлона топлива соответственно США и британского; US - United States (of America) - Соединенные Штаты (Америки); UK - United Kingdom (of Great Britain and Northern Jreland) – Соединенное Королевство (Великобритании и Северной Ирландии); mpg - miles per gallon - (столько-то) миль на галлон. Согласно ГОСТ 20306-90 “АТС. Топливная экономичность. Методы испытаний” оце- ночными показателями топливной экономичности служат: 1) контрольный расход топлива; 2) расход топлива в магистральном цикле на дороге; 3) расход топлива в городском цикле на дороге; 4) расход топлива в городском цикле на стенде; 5) топливная характеристика установившегося движения; 6) топливно-скоростная характеристика на магистрально-холмистой дороге. Эти оценочные показатели не имеют нормированных значений, их используют при сравнительной оценке уровня топливной экономичности с зарубежными аналогами и косвен- ной оценки технического состояния автомобилей. 1. Контрольный расход топлива определяют для всех категорий АТС при движении по прямой горизонтальной дороге протяженностью 1000 м и более на высшей передаче с выдер- живанием заданной скорости с точностью ± 2 км/ч. В зависимости от типа АТС и максимальной скорости устанавливаются следующие зна- чения заданных скоростей движения VQк: 40 и 60 км/ч - для городских автобусов и полноприводных автомобилей полной мас- сой свыше 3,5 т; 60 и 80 км/ч - для грузовых автомобилей, грузопассажирских (включая полнопри- водные), автобусов спецназначения, междугородных и международных, автопоездов полной массой свыше 3,5 т; 90 и 120 км/ч - для легковых автомобилей (включая полноприводные), автобусов и грузовых автомобилей полной массой до 3,5 т. Если максимальная скорость менее 120 км/ч, то расход топлива при 120 км/ч не опреде- ляют. Если максимальная скорость меньше заданной или превышает ее на 5 км/ч, то скорость следует задать ближайшую меньшую кратную 10. 2. Расход топлива в магистральном цикле на дороге измеряют для АТС всех категорий, кроме городских автобусов, пробегом по измерительному участку с соблюдением режимов движения, заданных операционной картой (табл. 4.1) и схемой цикла (рис. 4.1). 3. Расход топлива в городском цикле на дороге оценивают для АТС всех категорий, кро- ме магистральных автопоездов, междугородних и туристских автобусов, так же как расход топ- 39 лива в магистральном цикле на дороге. Отличием являются только характеристики операций по операционной карте и схема цикла. 4. Расход топлива в городском цикле на стенде определяется только для АТС полной массой менее 3,5 т. Испытания проводят на стенде с беговыми барабанами по ездовому циклу в соответствии с картой и схемой цикла. 5. Топливная характеристика установившегося движения определяется при движении АТС на высшей передаче, начиная от максимальной скорости движения до минимальной. Все скорости (кроме максимальной и минимальной) задаются кратными 10 и контролируют по спидометру. Скорости движения следует задавать через 20 км/ч для легковых автомобилей и через 10 км/ч для АТС всех других типов. 6. Топливно-скоростная характеристика на магистрально-холмистой дороге определяет- ся на участке длиной 13 ... 15 км, имеющем переменный продольный профиль с чередующими- ся подъемами и спусками длиной до 600 ... 800 м и продольными уклонами до 4 %; радиусы кривых в плане не менее 1000 м. 4.2. УРАВНЕНИЕ РАСХОДА ТОПЛИВА Удельный расход топлива ge связан с часовым расходом топлива Gт соотношением: Здесь часовой расход топлива выражен в кг/ч, а мощность двигателя, установленного на автомобиле, Ре - в кВт. . eP тG310eg •= Таблица 4.1 Операционная карта, регламентирующая движение грузовых автомобилей и автопоездов полной массой свыше 3,5 т и междугородных автобусов в магистральном цикле на дороге Номер операции Отметка пути, м Последовательность операций 1 ⎯⎯ Установление постоянной скорости 30 км/ч 2 Нуль В момент пересечения отметки “нуль” (начало мерного участка) включение одновременно приборов, измеряющих время движения и расход топлива 3 0 - 50 Движение со скоростью 30 км/ч 4 50 - 300 Разгон до скорости 50 км/ч и движение с этой скоростью 5 300 - 1000 Разгон до скорости 70 км/ч и движение с этой скоростью 6 1000 - 1300 Замедление двигателем до скорости 50 км/ч 7 1300 - 1400 Движение со скоростью 50 км/ч 8 1400 - 2200 Разгон до скорости 70 км/ч и движение с этой скоростью 9 2200 - 2700 Разгон до скорости 75 км/ч и движение с этой скоростью 10 2700 - 2900 Замедление двигателем до скорости 65 км/ч 11 2900 - 3500 Движение со скоростью 65 км/ч 12 3500 - 3850 Замедление двигателем до скорости 45 км/ч 13 3850 - 4000 Движение со скоростью 45 км/ч 14 ⎯⎯ В момент пересечения отметки 4000 м выключение измеритель- ных приборов 15 ⎯⎯ Занесение результатов измерений в протокол испытаний 80 км/ч 70 65 60 50 45 40 V 30 20 10 50 300 1000 1400 2200 2700 3500 0 400 800 1200 1600 2000 2400 2800 3200 м 4000 S Рис. 4.1. Схема магистрального цикла на дороге для грузовых автомобилей полной массой свыше 3,5 т и междугородних автобусов Отсюда )1.4(, тр кPeg 310тGилиеPeg 310тG η•• −=••−= где Рк - мощность, подведенная к ведущим колесам; ηтр - к.п.д. трансмиссии. Выразим часовой расход топлива в л/ч. Для этого разделим формулу (4.1) на плотность топлива ρт, имеющую размерность кг/м3; учитывая, что 1 м3 = 1000 л, получим: . ттр кPegтG ρ•η•= Чтобы определить путевой расход топлива Qs, разделим последнее выражение на ско- рость автомобиля V, выраженную в км/ч. Это приводит к получению расхода топлива в л на 1 км пробега; умножаем на 100, чтобы получить расход топлива в л/100 км пробега, т. е. путевой расход топлива: . Vттр кPeg100sQ •ρ•η••= Подставив вместо Рк составляющие, на которые расходуется мощность, подведенная к ведущим колесам, окончательно получим: )2.4(. Vттр iPвPP eg100sQ •ρ•η ++ψ••= Выражение (4.2) называют уравнением расхода топлива. Пользуясь этим выражением, можно найти путевой расход топлива для заданных режимов движения, если известна зависи- 40 мость удельного расхода топлива от мощности двигателя и его оборотов, т. е. ge = f(Pe, ne). Эту зависимость можно определить из нагрузочных характеристик двигателя, которые предс- тавляют собой графики Gт = f(Pe) и ge = f(Pe) при ne = const. Указанные зависимости строят для установившегося режима работы двигателя. При отсутствии этих зависимостей для опреде- ления расхода топлива пользуются различными приближенными методами. В задании предлагается, пользуясь уравнением расхода топлива, построить топливную характеристику установившегося движения автомобиля. 4.3. ТОПЛИВНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА УСТАНОВИВШЕГОСЯ ДВИЖЕНИЯ Топливная характеристика установившегося движения - это зависимость путевого рас- хода топлива Qs от установившейся скорости V при движении автомобиля по ровной горизон- тальной дороге на высшей передаче в коробке передач. Статистической обработкой топливно-экономических характеристик двигателей внут- реннего сгорания установлено, что удельный расход топлива ge, входящий в выражение (4.2), определяется удельным расходом топлива при максимальной мощности двигателя gер, степе- нью использования мощности двигателя И и степенью использования частоты вращения Е, т. е. )3.4(,EkИkepgeg ••= где kИ и kE - коэффициенты, зависящие соответственно от степени использования мощнос- ти и частоты вращения двигателя. Степень использования мощности двигателя И определяется по выражению (3.26). Степень использования частоты вращения двигателя Е определяется отношением теку- щего значения частоты вращения двигателя ne к частоте вращения при максимальной мощнос- ти np, т. е.: )4.4( pn enE = или )5.4(, pjV ijVE = где Vij - i-ое значение скорости движения автомобиля на j-ой передаче; Vpj - скорость движения автомобиля на j-ой передаче при максимальной мощности дви- гателя. Зависимости kИ = f(И) и kE = f(E) при сравнительных расчетах могут быть найдены из выражений: - для дизельных двигателей: - для карбюраторных двигателей: )6.4(;3И5,12И8,1И1,02,1Иk •+•−•+= - для двигателей обоих типов: )7.4(;3И2,32И1,9И2,83,3Иk •−•+•−= )8.4(.3E25,02EE25,1Ek •−+−= Удельный расход топлива двигателем при максимальной мощности gep обычно на 5 ... 41 10 % больше минимального удельного расхода топлива gemin. Последний зависит от типа и кон- структивных особенностей двигателя и составляет 260 ... 310 г/(кВт• ч) - для карбюраторных двигателей и 195 ... 230 г/(кВт• ч) - для дизельных. При приближенных расчетах принимают средние цифры. С энергетической точки зрения режим движения автомобиля при установившейся скоро- сти характеризуется двумя уже известными параметрами: степенью использования мощнос-ти И и частоты вращения Е двигателя. При расчетах эти параметры могут быть определены, как графо-аналитическим методом с использованием графика мощностного баланса на высшей пе- редаче (рис. 3.3 и рис. 4.2), так и с помощью расчетных формул (3.26), (4.4) или (4.5). В обоих случаях все скорости, кроме минимальной и максимальной, задают кратными 10. Рассмотрим первый случай. На графике (рис. 4.2) показано изменение мощности на валу двигателя Ре, мощности, подведенной к ведущим колесам Рк, мощности, расходуемой на прео- доление сопротивления дороги Рψ и сопротивления воздуха Рв в зависимости от скорости дви- жения автомобиля V. При установившемся режиме движения, например, со скоростью Vi, двигатель затрачи- вает мощность при передаче ее через трансмиссию (отрезок А3), на преодоление сопротивления воздуха (отрезок А2) и сопротивление дороги (отрезок А1). Мощность, которую мог бы разви- вать двигатель в приведении к ведущим колесам при данной скорости движения автомобиля, определяется отрезком В. Следовательно, степень использования мощности двигателя в данном случае равна: И = (А1+ А2) / В, а степень использования частоты вращения определяется от- ношением отрезков С и D, т. е. Е = С / D. Во втором случае, при построении графика топливной характеристики установившегося движения для заданной скорости автомобиля на высшей передаче определяются: 1) обороты двигателя nei, соответствующие заданной в км/ч скорости Vi, и вычисляемые с учетом формулы (3.14) по выражению: , or377,0 в,трUiV en i • •= где Uтр,в - передаточное число в трансмиссии автомобиля на высшей передаче; 2) значения эффективной мощности на валу двигателя Pei ст (по формуле (3.5)), соответ- ствующие полученным оборотам двигателя nei; 3) значения мощности, передающейся в трансмиссию автомобиля Реi (3.7); 4) значения мощности, подводимой к ведущим колесам автомобиля Pкi на высшей пере- даче (по формуле (3.24)); 5) значения мощностей, затрачиваемых на преодоление сил дорожного сопротивления Pψi и сопротивления воздуха Рвi (по формулам (3.25) с учетом соответственно формул (3.18) и (3.20)); 6) значения степени использования мощности Иi и частоты вращения двигателя Еi по формулам: . pn en iE; кP вPP iИ i i ii =+ψ= 42 70 кВт 50 40 10 0 20 40 60 80 100 120 140 км/ч 180 20 P 30 Рк Pψ Pe Vi A1 Vp A2 Pψ+Pв V D C B A3 Рис. 4.2. Мощностная характеристика автомобиля на высшей передаче в КП Далее, вне зависимости от вида расчета, определяются коэффициенты, зависящие от сте- пени использования мощности двигателя kИ по формулам (4.6) или (4.7) и частоты вращения двигателя kE по формуле (4.8). Таким образом, если мощности задаются в кВт, то путевой расход топлива при постоян- ных скоростях движения автомобиля Vi на высшей передаче находится с учетом формул (4.2) и (4.3) по выражению: )9.4(. iVтв,тр )вPP(EkИkeg 100sQ iiiip i •ρ•η +ψ••••= Если отсутствуют сведения о плотности применяемого топлива, можно считать для бен- зина ρт = 750 кг/м3, а для дизельного топлива ρт = 820 кг/м3. Расчеты целесообразно выполнять, внося данные в табл. 4.2 В табл. 4.2 скорости автомобиля V1 = Vmin, a Vn = Vmax на высшей передаче. По данным табл. 4.2 строится топливная характеристика установившегося движения ав- томобиля (рис. 4.3). По графику топливной характеристики установившегося движения определяют конт- рольный расход топлива Qк и эксплуатационный расход топлива Qэ; их значения заносятся в итоговую табл. 5.5. 43 Контрольный расход топлива определяется в соответствии с пунктом 4.1настоящего по- собия. При определении эксплуатационного расхода топлива исходят из того факта, что при неустановившемся движении автомобиля по дорогам с асфальто-бетонным покрытием расход топлива оказывается на 10 ... 15 % выше, чем расход, определенный по топливной характерис- тике установившегося движения при скорости, составляющей 2/3 от наибольшей для автомоби- лей с карбюраторным двигателем и 3/4 - для автомобилей с дизельным двигателем. −перевысшейнаэVскоростиионнойэксплуатацоймаксимальнзначениеОпределяя max даче, следует учитывать ограничение максимальной скорости автомобиля Правилами дорожно- .эVавтомобилярости скоионнойэксплуатацоймаксимальнзначениенавлияниееоказывающе,пддmaxVдвиженияго max − В данном случае скорость ограничения, задаваемая Правилами дорожного движения .эVскоростиионнойэксплуатацоймаксимальнкачествевяпринимаетс, пдд maxV max В соответствии с Правилами дорожного движения вне населенных пунктов разрешается движение: 1) легковым автомобилям, а также грузовым автомобилям полной массой не более 3,5 т на автомагистралях - со скоростью не более 110 км/ч, на остальных дорогах - не более 90 км/ч; 2) междугородным, туристским и особо малым автобусам на всех дорогах - не более 90 км/ч; 3) остальным автобусам, грузовым автомобилям полной массой более 3,5 т на автомаги- стралях - не более 90 км/ч, на остальных дорогах - не более 70 км/ч. Таким образом, для определения эксплуатационного расхода топлива Qэ при движении автомобиля на высшей передаче по дороге с асфальто-бетонным покрытием: 1) задаемся максимальным значением скорости движения в соответствии с Правилами 2) определяем эксплуатационную скорость: );средстваоготранспортнтипаотизависимоств(Vдвижениядорожного пддmax );двигателятипаотизависимоств(эV4 3 эVэV3 2 эV maxmax •=•= или 3) по графику топливной характеристики установившегося движения (рис. 4.3) для экс- плуатационной скорости Vэ определяем расход топлива QVэ; Таблица 4.2. V, км/ч ne, об/мин Peст, кВт Ре, кВт Pк, кВт Pψ, кВт Рв, кВт И Е kИ kE Qs, л/100 км V1 V2 V3 . . . Vn 44 16 2 л/100 км 12 10 8 Qs 6 4 0 20 40 60 80 100 120 140 км/ч 180 V Рис. 4.3. Топливная характеристика установившегося движения 4) вычисляем эксплуатационный расход топлива Qэ в л/100 км: ( ) .15,110,1vQэQ э K•= 5. ИТОГОВЫЕ ТАБЛИЦЫ В конце расчетов студент заполняет таблицы с основными параметрами, характеризую- щими тягово-скоростные и топливно-экономические свойства автомобиля. Таблица 5.1 Данные, определенные по тяговой характеристике Параметр Vmax Fкv Fкnmax Fкmax Vmin Fϕ Vкn dVn dFn Размерность км/ч кН кН кН км/ч кН км/ч ⎯ ⎯ Значение Таблица 5.2 Данные, определенные по динамической характеристике автомобиля Параметр Vmax Dv Dnmax Dmax Fnψmax inmax Vmin Dϕ Vкn dVn dDn Размерность км/ч ⎯ ⎯ ⎯ кН ⎯ км/ч ⎯ км/ч ⎯ ⎯ Значение 45 Таблица 5.3 Данные, определенные по характеристике ускорений автомобиля Параметр ахmax Vaxmax axnmax Vaxnmax Vmax Размерность м/с2 км/ч м/с2 км/ч км/ч Значение Таблица 5.4 Данные, определенные по характеристикам времени и пути разгона автомобиля Параметр Vymax t400 t1000 Vз tз Размерность км/ч с с км/ч с Значение Таблица 5.5 Данные, определенные по топливной характеристике установившегося движения автомобиля Параметр VQк Qк Vэ Qэ Размерность км/ч л/100 км км/ч л/100 км Значение 46 ЛИТЕРАТУРА 1. Гришкевич А.И. Автомобиль: Теория. - Мн.: Выш. шк., 1986. - 208 с. 2. Токарев А.А. Топливная экономичность и тягово-скоростные качества автомобиля. - М.: Машиностроение, 1982. - 224 с. 3. Конструирование и расчет колесных машин высокой проходимости: Расчет агрега- тов и систем / Под ред. Н.Ф. Бочарова, Л.Ф.Жеглова. - М.: Машиностроение, 1994. - 404 с. 4. ГОСТ 4754 - 97. Межгосударственный стандарт. Шины пневматические для легко- вых автомобилей, прицепов к ним, легких грузовых автомобилей и автобусов особо малой вме- стимости. Технические условия. - Минск: Межгосударственный совет по стандартизации, мет- рологии и сертификации, 1999. 5. ГОСТ 5513 - 97. Межгосударственный стандарт. Шины пневматические для грузо- вых автомобилей, прицепов к ним, автобусов и троллейбусов. Технические условия. - Минск: Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 1999. 6. Литвинов А.С., Фаробин Я.Е. Автомобиль: Теория эксплуатационных свойств. - М.: Машиностроение, 1989. - 240 с. 7. Мощностной баланс автомобиля / В.А. Петрушов, В.В. Московкин, А.Н. Евграфов. - М.: Машиностроение, 1984. - 160 с. 8. Евграфов А.Н., Высоцкий М.С., Титович А.И. Аэродинамика магистральных автопо- ездов. - Мн.: Наука и техника, 1988. - 232 с. 9. Евграфов А.Н., Есеновский-Лашков Ю.К. Аэродинамические свойства автомобилей и автопоездов. Методы исследований. - М.: МГАУ, 1998. - 79 с. 10. Европейский Союз. Технические стандарты на автотранспортные средства. Директи- ва Совета 93/53/EC от 25 июля 1996 года. Максимальные разрешенные габаритные размеры и нагрузки (веса) автотранспортных средств. 11. Грузовые автомобили: Проектирование и основы конструирования / М.С. Высоцкий, Л.Х. Гилелес, С.Г. Херсонский. - М.: Машиностроение, 1995. - 256 с. 47 Приложение ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АВТОБУСОВ СЕМЕЙСТВА МАЗ-103 Параметр МАЗ-103.1 городской, низкопольный МАЗ-103.2 городской, низкопольный МАЗ-103.3 городской, низкопольный Двигатель дизель, c наддувом ММЗ Д260.5 Renault MIDR 06.02.26 Y41 МAN D 0826 LOH-07 Кол-во / расположение цилиндров 6, рядное Рабочий объем, л 7,12 6,18 6,60 Максимальная стендовая мощность, кВт / (об/мин) 169 / 2100 184 / 2350 169 / 2400 Максимальный крутящий момент, Н•м / (об/мин) 900 / 1300-1600 950 / 1300-1600 850 / 1300-1600 Трансмиссия задний привод, механическая Коробка передач 6-ступенчатая МАЗ-306 6-ступенчатая Renault G406.0 5-ступенчатая ЯМЗ-286П Передаточные числа 6,40; 3,67; 2,24; 1,42; 1,00; 0,79; з. х. 5,89 7,15; 3,84; 2,80; 1,30; 1,00; 0,80; з. х. 6,64 6,17; 3,14; 1,79; 1,00; 0,73; з .х. 6,43 Главная передача 5,82 Колесная база, мм 6140 Длина / ширина / высота, мм 12000 / 2500 / 2900 Колея передняя / задняя, мм 2048 / 1824 Количество мест для сидения 21 Номинальная (максимальная) вме- стимость, чел. 100 Полная масса, кг 18000 Объем топливного бака, л 220 Диаметр разворота, м 22,6 Размер шин 11/70 R 22,5 Максимальная скорость, км/ч 70 Расход топлива, л/100 км: при 60 км/ч 25 48 ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АВТОБУСОВ СЕМЕЙСТВА МАЗ-104 Параметр МАЗ-104.1 городской МАЗ-104.2 городской МАЗ-104.3 городской Двигатель дизель ЯМЗ-236М2 без турбонаддува ЯМЗ-236НЕ с турбонаддувом Кол-во / расположение цилиндров 6, V - образное Рабочий объем, л 11,5 Максимальная стендовая мощность, кВт / (об/мин) 132,4 / 2100 169 / 2000 Максимальный крутящий момент, Н•м / (об/мин) 667 / 1250-1450 900 / 1250-1450 Трансмиссия задний привод, механическая Коробка передач 6-ступенчатая МАЗ-306 5-ступенчатая ЯМЗ-236П 6-ступенчатая Renault G406.0 Передаточные числа 6,40; 3,67; 2,24; 1,42; 1,00; 0,79; з. х. 5,89 6,17; 3,14; 1,79; 1,00; 0,73; з. х. 6,43 7,15; 3,84; 2,80; 1,30; 1,00; 0,80; з. х. 6,64 Главная передача 5,82 Колесная база, мм 6000 Длина / ширина / высота, мм 12000 / 2500 / 3114 Колея передняя / задняя, мм 2000 / 1820 Количество мест для сидения 23 Номинальная (максимальная) вме- стимость, чел. 100 Полная масса, кг 18000 Объем топливного бака, л 220 Диаметр разворота, м 23,6 Размер шин 11/70 R22,5 Максимальная скорость, км/ч 70 Расход топлива, л/100 км: при 60 км/ч 25 49 ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АВТОБУСОВ СЕМЕЙСТВА МАЗ-105 Параметр МАЗ-105.1 городской особо боль- шой вместимости МАЗ-105.2 городской особо боль- шой вместимости Двигатель дизель c турбонаддувом ММЗ Д260.5 Renault MIDR 06.02.26 X Кол-во / расположение цилиндров 6, рядное Рабочий объем, л 7,12 6,18 Максимальная стендовая мощность, кВт / (об/мин) 169 / 2100 166 / 2350 Максимальный крутящий момент, Н•м / (об/мин) 900 / 1300-1600 850 / 1300-1600 Трансмиссия задний привод, механическая Коробка передач 6-ступенчатая МАЗ-306 5-ступенчатая ЯМЗ-236П Передаточные числа 6,40; 3,67; 2,24; 1,42; 1,00; 0,79; з. х. 5,89 6,17; 3,14; 1,79; 1,00; 0,73; з. х. 6,43 Главная передача 5,78 Колесная база, мм 6000+6390 Длина / ширина / высота, мм 18000 / 2500 / 3000 Колея передняя / задняя, мм 2000 / 1820 Количество мест для сидения 35 Номинальная (максимальная) вме- стимость, чел. 160(190) Полная масса, кг 26500 Объем топливного бака, л 220 Диаметр разворота, м 23,26 Размер шин 11/70R22,5 (11R20) Максимальная скорость, км/ч 65 Расход топлива, л/100 км: при 60 км/ч 33 50 ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АВТОБУСОВ СЕМЕЙСТВА МАЗ-105 Параметр МАЗ-105.3 городской особо боль- шой вместимости МАЗ-105.4 городской особо боль- шой вместимости Двигатель дизель c турбонаддувом Renault MIDR 06.02.26 Y41 MAN D 0826 LOH-07 Кол-во / расположение цилиндров 6, рядное Рабочий объем, л 6,18 Максимальная стендовая мощность, кВт / (об/мин) 184 / 2350 169 / 2400 Максимальный крутящий момент, Н•м / (об/мин) 950 / 1300-1600 850 / 1300-1600 Трансмиссия задний привод, механическая Коробка передач 5-ступенчатая КамАЗ-14 6-ступенчатая Renault G406.0 Передаточные числа 7,82; 4,03; 2,50; 1,53; 1,00; з. х. 7,38 7,15; 3,84; 2,80; 1,30; 1,00; 0,80; з. х. 6,54 Главная передача 5,78 Колесная база, мм 6000+6390 Длина / ширина / высота, мм 18000 / 2500 / 3000 Колея передняя / задняя, мм 2000 / 1820 Количество мест для сидения 35 Номинальная (максимальная) вме- стимость, чел. 160(190) Полная масса, кг 26500 Объем топливного бака, л 220 Диаметр разворота, м 23,26 Размер шин 11/70R22,5 (11R20) Максимальная скорость, км/ч 65 Расход топлива, л/100 км: при 60 км/ч 33 51 ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АВТОБУСОВ Параметр МАЗ-103С.1 пригородный, низкопольный МАЗ-103С.2 пригородный, низкопольный Mercedes-Benz 312D Sprinter Двигатель дизель, c наддувом ММЗ Д260.5 Кол-во / расположение цилиндров 6, рядное 5, рядное Рабочий объем, л 7,12 2,874 Максимальная стендовая мощность, кВт / (об/мин) 169 / 2100 90 / 3800 Максимальный крутящий момент, Н•м / (об/мин) 900 / 1300-1600 280 / 2150 Трансмиссия задний привод, механическая Коробка передач 5-ступенчатая КамАЗ-14 5-ступенчатая ЯМЗ-286П 5-ступенчатая Передаточные числа 7,82; 4,03; 2,50; 1,53; 1,00; з. х. 7,38 6,17; 3,14; 1,79; 1,00; 0,73; з. х. 6,43 5,05; 2,60; 1,52; 1,00; 0,78; з. х. 4,76 Главная передача 5,78 4,375 Колесная база, мм 6140 4025 Длина / ширина / высота, мм 12000 / 2500 / 2900 6535 / 1933 / 2570 Колея передняя / задняя, мм 2048 / 1824 1638 / 1630 Количество мест для сидения 41 12 Номинальная (максимальная) вме- стимость, чел. 123 ⎯⎯ Полная масса, кг 18000 3500 Объем топливного бака, л 220 76 Диаметр разворота, м 22,6 18,6 Размер шин 11/70 R 22,5 225/70 R15 Максимальная скорость, км/ч 90 150 Расход топлива, л/100 км: при 60 км/ч 25 ⎯⎯ 52 ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АВТОБУСОВ СЕМЕЙСТВА МАЗ-104 С Параметр МАЗ-104 С.1 пригородный МАЗ-104 С.2 пригородный МАЗ-104 С.3 пригородный Двигатель дизель ЯМЗ-236НЕ с турбонаддувом ЯМЗ-236М2 без турбонаддува Кол-во / расположение цилиндров 6, V - образное Рабочий объем, л 11,5 Максимальная стендовая мощность, кВт / (об/мин) 169 / 2000 132,4 / 2100 Максимальный крутящий момент, Н•м / (об/мин) 900 / 1250-1450 667 / 1250-1450 Трансмиссия задний привод, механическая Коробка передач 6-ступенчатая МАЗ-306 5-ступенчатая КамАЗ-14 5-ступенчатая ЯМЗ-236П Передаточные числа 6,40; 3,67; 2,24; 1,42; 1,00; 0,79; з. х. 5,89 7,82; 4,03; 2,50; 1,53; 1,00; з. х. 7,38 6,17; 3,14; 1,79; 1,00; 0,73; з. х. 6,43 Главная передача 5,82 Колесная база, мм 6000 Длина / ширина / высота, мм 12000 / 2500 / 3114 Колея передняя / задняя, мм 2000 / 1820 Количество мест для сидения 33 45 Номинальная (максимальная) вмес- тимость, чел. 123 Полная масса, кг 18000 Объем топливного бака, л 220 Диаметр разворота, м 23,6 Размер шин 11R20 Максимальная скорость, км/ч 95 Расход топлива, л/100 км: при 60 км/ч 25 53 ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГРУЗОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ Параметр Зил-5301 "Бычок" МАЗ-1Э4370 (4х2) Двигатель дизель с турбонаддувом ММЗ-D.245.9 с наддувом Рабочий объем, см3 4750 ⎯⎯ Кол-во / расположение цилиндров 4, рядное Максимальная стендовая мощность, кВт / (об/мин) 80,2 / 2400 100 / 2400 Максимальный крутящий момент, Н•м / (об/мин) 350 / 1300-1700 460 / 1300 Трансмиссия механическая Привод на задние колеса Коробка передач 5-ступенчатая Передаточные числа 6,45; 3,56; 1,98; 1,275; 1,0; з. х. 6,15 5,63; 2,64; 1,48; 1,00; 0,81; з. х. 5,94 Главная передача 3,273 3,45 Колесная база, мм 3650 4200 Длина / ширина / высота, мм 6175 / 2265 / 2885 8030 / 2550 / 3600 Колея передняя / задняя, мм 1690 / 1820 1982 / 1958 Снаряженная масса, кг 3725 5030 Полная масса, кг 6950 9500 Объем топливного бака, л 125 130 Диаметр разворота, м 18,6 14,2 Размер шин 225/75R16 235/75 R 17,5 Максимальная скорость, км/ч 99,2 101 Время разгона до 60 км/ч, с 26,5 ⎯⎯ Расход топлива, л/100 км: при 60 км/ч при 80 км/ч при 90 км/ч ⎯⎯ ⎯⎯ 18,9 15 21 ⎯⎯ 54 ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГРУЗОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ Параметр ГАЗ-4301 МАЗ-55513 (4х4) Двигатель дизель с турбонаддувом ЯМЗ-238М2, без наддува Рабочий объем, см3 6230 ⎯⎯ Кол-во / расположение цилиндров 6, рядное 8, V-образное Максимальная стендовая мощность, кВт / (об/мин) 92 / 2800 176,5 / 2300 Максимальный крутящий момент, Н•м / (об/мин) 370 / 1700 883 / 1500 Трансмиссия механическая Привод на задние колеса полный привод Коробка передач 5-ступенчатая 5-ступенчатая, ЯМЗ-236П Передаточные числа 6,286; 3,391; 2,133; 1,351; 1,000; з. х. 5,429 5,26; 2,90; 1,52; 1,00; 0,66; з. х. 5,49 Раздаточная коробка ⎯⎯ механическая, 1-ступенчатая Передаточное число ⎯⎯ 1,107 Главная передача 5,857 7,79 Колесная база, мм 3700 3750 Длина / ширина / высота, мм 6425 / 2380 / 2420 6430 / 2500 / 3120 Колея передняя / задняя, мм 1700 2032 / 1970 Снаряженная масса, кг 3900 9000 Полная масса, кг 9050 16000 (17500) Объем топливного бака, л ⎯⎯ 350 Диаметр разворота, м 19,2 17,2 Размер шин 240 R 20 12.00R20 Максимальная скорость, км/ч 85 70 Расход топлива, л/100 км: при 60 км/ч при 80 км/ч ⎯⎯ 18 38 ⎯⎯ 55 ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГРУЗОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ СЕМЕЙСТВА МАЗ Параметр МАЗ-5433+93802 (4х2) МАЗ-53371 (4х2) Двигатель дизель ЯМЗ-236М2 Кол-во / расположение цилиндров 6, V-образное Максимальная стендовая мощность, кВт / (об/мин) 132,4 / 2100 Максимальный крутящий момент, Н•м / (об/мин) 667 / 1250-1450 Трансмиссия задний привод, механическая Коробка передач 5-ступенчатая, ЯМЗ-236П Передаточные числа 5,26; 2,90; 1,52; 1,00; 0,66; з. х. 5,49 Главная передача 7,14 Колесная база, мм 3300 4900 Длина / ширина / высота, мм 5535 / 2500 / 2925 8620 / 2500 / 4000 Колея передняя / задняя, мм 2032 / 1970 Снаряженная масса, кг 6430 8200 Полная масса, кг 25000 16500(18000) Объем топливного бака, л 200 350 Диаметр разворота, м 15,0 21,4 Размер шин 11.00R20 Максимальная скорость, км/ч 87 Расход топлива, л/100 км: при 60 км/ч 28,5 26 56 ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГРУЗОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ СЕМЕЙСТВА МАЗ Параметр МАЗ-5516 (6х4) МАЗ-63038 (6х4) МАЗ-53366 (4х2) Двигатель дизель ЯМЗ-238Д ЯМЗ-238М2 с наддувом ЯМЗ-238М2 без наддува Кол-во / расположение цилиндров 8, V-образное Максимальная стендовая мощность, кВт / (об/мин) 243 / 2100 176,5 / 2300 176,5 / 2000 Максимальный крутящий момент, Н•м / (об/мин) 1225 / 1500 883 / 1500 883 / 1250-1450 Трансмиссия задний привод, механическая Коробка передач 8-ступенчатая ЯМЗ-238А 5-ступенчатая ЯМЗ-236П Передаточные числа 7,73; 5,52; 3,94; 2,8; 1,96; 1,39; 1,00; 0,71; з. х. 11,78 5,26; 2,90; 1,52; 1,00; 0,66; з. х. 5,49 Главная передача 6,59 7,79 7,14 Колесная база, мм 3350+1400 3810+1400 3950 Длина / ширина / высота, мм 7530 / 2500 / 3200 7600 / 2500 / 3200 7300 / 2500 / 3100 Колея передняя / задняя, мм 2032 / 1970 Снаряженная масса, кг 12300 9200 7350 Полная масса, кг 28000 24700 (26700) 16000 Объем топливного бака, л 350 200 Диаметр разворота, м 19,6 22,6 17,6 Размер шин 12.00R20 11.00R20 Максимальная скорость, км/ч 88 80 85 Расход топлива, л/100 км: при 60 км/ч 32 28,6 21,5 57 ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛЕГКОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ Параметр Nissan Almera 1.6 SLX Daewoo Nexia BMW 528i Кузов хэтчбек седан Конструкция / материал несущий / сталь Количество дверей / мест 5 / 5 4 / 5 Двигатель бензиновый с впрыском Расположение спереди, поперечно спереди, про- дольно Рабочий объем, см3 1597 1498 2793 Кол-во / расположение цилиндров 4, рядное 6, рядное Степень сжатия 9,8 8,6 10,2 Максимальная стендовая мощность, кВт/ (об/мин) 73,5 / 6000 58,8 / 5400 141,9 / 5300 Максимальный крутящий момент, Н•м/ (об/мин) 136 / 4000 127 / 3200 280 / 3950 Трансмиссия механическая Привод передний задний Коробка передач 5-ступенчатая Передаточные числа 3,063; 1,826; 1,286; 0,975; 0,81; з. х. 3,417 3,55; 1,95; 1,28; 0,89; 0,71; з. х. 3,33 4,20; 2,49; 1,66; 1,24; 1,00; з. х. 3,89 Главная передача 4,167 3,72 2,93 Колесная база, мм 2535 2520 2830 Длина / ширина / высота, мм 4320 / 1690 / 1396 4482 / 1662 / 1393 4775 / 1800 / 1435 Колея передняя / задняя, мм 1470 / 1435 1400 / 1406 1512 / 1526 Сухая масса, кг 1080 1025 1440 Полная масса, кг 1545 1460 1975 Передняя подвеска независимая, McPherson пружинная стой- ка Задняя подвеска многорычажная, пружинная полунезависимая со скручиваемой балкой многорычажная Диаметр разворота, м 9,6 9,8 11,3 Передние тормоза дисковые, вентилируемые Задние тормоза барабанные дисковые, вентилируемые Размер шин 185/65R1486H 175/70R13Т 225/60R1596W Максимальная скорость, км/ч 180 163 236 Разгон 0 - 100 км/ч, сек 11,0 12,2 7,5 Расход топлива, л/100 км: при 90 км/ч при 120 км/ч городской цикл 5,5 7,2 8,6 5,3 6,5 8,8 6,3 7,8 11,8 58 ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛЕГКОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ Параметр Fiat Brava 1.6 Fiat Bravo 2.0 FordEscort(AFL) Кузов хэтчбек седан Конструкция / материал несущий / сталь Количество дверей / мест 5 / 5 3 / 5 4 / 5 Двигатель бензиновый, с впрыском Ford, бензиновый Расположение спереди, поперечно Рабочий объем, см3 1581 1998 1598 Кол-во / расположение цилиндров 4, рядное 5, рядное 4, рядное Степень сжатия 10,15 10,0 9,5 Максимальная стендовая мощность, кВт/ (об/мин) 75,7 / 5750 108 / 6100 58,8 / 5800 Максимальный крутящий момент, Н•м/ (об/мин) 144 / 4000 186 / 4500 127 / 4000 Трансмиссия механическая, передний привод Коробка передач 5-ступенчатая 5-ступенч. М5 Передаточные числа 3,909; 2,238; 1,52; 1,156; 0,971; з. х. 3,909 3,545; 2,238; 1,52; 1,156; 0,946; з. х. 3,909 3,15; 1,93; 1,28; 0,95; 0,76; з. х. 3,62 Главная передача 3,353 3,562 3,82 Колесная база, мм 2540 2525 Длина / ширина / высота, мм 4187 / 1741 / 1413 4031 / 1755 / 1416 4298 / 1700 / 1369 Колея передняя / задняя, мм 1451 / 1453 1471 / 1430 1450 / 1468 Сухая масса, кг 1090 1190 1060 Полная масса, кг 1630 1690 1650 Объем багажника, л 380 280 ⎯⎯ Объем топливного бака, л 50 60 ⎯⎯ Передняя подвеска независимая, McPherson Задняя подвеска независимая, на продольных рычагах независимая, пружинная Тип рулевого механизма шестерня-рейка, с усилителем Диаметр разворота, м 10,4 10,8 10,2 Передние тормоза дисковые дисковые, венти- лируемые Задние тормоза барабанные дисковые барабанные ABS 4-канальная, стандартный комплект ⎯⎯ Размер шин 175/65R14 82T 195/55R15 84V 185/65 R14 Максимальная скорость, км/ч 180 210 180 Разгон 0 - 100 км/ч, сек 11,5 8,5 12,6 Расход топлива, л/100 км: при 90 км/ч при 120 км/ч городской цикл 5,6 7,5 9,5 7,1 8,7 11,0 ⎯⎯ ⎯⎯ ⎯⎯ 59 ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛЕГКОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ СЕМЕЙСТВА ВАЗ Параметр ВАЗ-2105 ВАЗ-21093 ВАЗ-21099 Кузов седан хэтчбек седан Конструкция / материал несущий / сталь Количество дверей / мест 4 / 5 5 / 5 4 / 5 Двигатель бензиновый Расположение спереди продольно спереди поперечно Рабочий объем, см3 1300 1500 Кол-во / расположение цилиндров 4, рядное Степень сжатия 8,5 9,9 Максимаьная стендовая мощность, кВт/ (об/мин) 51,3 / 5600 52,6 / 5600 Максимальный крутящий момент, Н•м/ (об/мин) 94 / 3400 106,4 / 3400 Трансмиссия механическая Привод задний передний Коробка передач 4-ступенчатая 5-ступенчатая Передаточные числа 3,67; 2,10; 1,36; 1,00; з. х. 3,53 3,636; 1,95; 1,357; 0,941; 0,784; з. х. 3,53 Главная передача 4,3 3,7 3,9 Колесная база, мм 2424 2460 Длина / ширина / высота, мм 4128 / 1620 / 1446 4006 / 1620 / 1402 Колея передняя / задняя, мм 1365 / 1321 1390 / 1360 Снаряженная масса, кг 955 945 970 Полная масса, кг 1395 1370 1395 Объем топливного бака, л 43 Передняя подвеска независимая рычажно- пружинная независимая телескопическая Задняя подвеска зависимая рычажная торсионно-рычажная Диаметр разворота, м 11,2 10,4 Передние тормоза дисковые, вентилируемые Задние тормоза барабанные Размер шин 175/70R13 165/70R13 175/70R13 Максимальная скорость, км/ч 145 156 154 Разгон 0 - 100 км/ч, сек 18 13 13,5 Расход топлива, л/100 км: при 90 км/ч городской цикл 7,3 10,2 ⎯⎯ ⎯⎯ 60 ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛЕГКОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ Параметр Opel Vectra X17 DT Peugeot 406 2.0 SV Opel Corsa Swing 1.5D Кузов седан хэтчбек Конструкция / материал несущий / сталь Количество дверей / мест 4 / 5 3 / 4 Двигатель дизель, с впры- ском бензиновый с впрыском дизельный, с впрыском Расположение спереди поперечно Рабочий объем, см3 1686 1998 1487 Кол-во / расположение цилиндров 4, рядное Степень сжатия 22,0 11,0 23,0 Максимаьная стендовая мощность, кВт/ (об/мин) 60,3 / 4400 99,3 / 5500 36,8 / 4800 Максимальный крутящий момент, Н•м/ (об/мин) 168 / 2400 180 / 4250 90 / 2400 Трансмиссия механическая, передний привод Коробка передач 5-ступенчатая Передаточные числа 3,58; 1,87; 1,23; 0,92; 0,74; з. х. 3,33 3,46; 1,87; 1,36; 1,05; 0,84; з. х. 3,33 3,55; 1,96; 1,30; 0,89; 0,71; з. х. 3,31 Главная передача 3,74 4,16 3,94 Колесная база, мм 2640 2700 2443 Длина / ширина / высота, мм 4477 / 1707 / 1428 4555 / 1765 / 1396 3729 / 1608 / 1420 Колея передняя / задняя, мм 1484 / 1470 1500 / 1482 1387 / 1388 Снаряженная масса, кг 1160 1315 985 Полная масса, кг 1790 1915 1390 Объем багажника, л 480 360 260 Объем топливного бака, л 60 70 46 Передняя подвеска независимая, McPherson Задняя подвеска многорычажная независимая, многорычажная скручиваемая балка на про- дольных рычагах Тип рулевого механизма шестерня-рейка Диаметр разворота, м 10,6 11,4 10,4 Передние тормоза дисковые, вентилируемые дисковые Задние тормоза дисковые барабанные ABS стандартный комплект опция Размер шин 185/70R14H 195/65R15V 145/80R13 Максимальная скорость, км/ч 175 203 150 Разгон 0 - 100 км/ч, сек 15,5 11,0 19,5 Расход топлива, л/100 км: при 90 км/ч при 120 км/ч городской цикл 4,6 6,4 8,7 6,1 7,7 11,3 4,0 5,7 6,0 61 ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛЕГКОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ Mercedes-Benz Параметр Mercedes-Benz W210 Е 220 D Mercedes-Benz W210 E 420 Кузов cедан Конструкция / материал несущий / сталь Количество дверей / мест 4 / 5 Двигатель дизельный бензиновый Расположение спереди, продольно Рабочий объем, см3 2155 4973 Кол-во / расположение цилиндров 4, рядное 8, V-образное Степень сжатия 22,0 11,0 Максимальная стендовая мощность, кВт / (об/мин) 70 / 5000 255 / 5750 Максимальный крутящий момент, Н•м / (об/мин) 150 / 3100-4500 480 / 3750-4250 Трансмиссия механическая, задний привод Коробка передач 5-ступенчатая Передаточные числа 4,25; 2,41; 1,49; 1,00; 0,82; з. х. 5,67 3,59; 2,19; 1,41; 1,00; 0,83; з. х. 3,16 Главная передача 3,64 3,06 Колесная база, мм 2833 Длина / ширина / высота, мм 4795 / 1799 / 1433 4795 / 1799 / 1411 Колея передняя / задняя, мм 1548 / 1542 1560 / 1543 Снаряженная масса, кг 1460 1750 Полная масса, кг 1960 2220 Объем топливного бака, л 50 Передняя подвеска Mercedes-Benz, независимая, рычажно-пружинная Задняя подвеска Mercedes-Benz, независимая, многорычажная Тип рулевого механизма шестерня-рейка, с усилителем Диаметр разворота, м 10,6 Размер шин 205/65R15 215/55R16 93W Максимальная скорость, км/ч 172 220 Разгон 0 - 100 км/ч, сек 12,6 14,6 62 ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛЕГКОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ Параметр Volvo V40 VW 1972 Ford Transit Van100 S Кузов универсал фургон, вагонного типа Конструкция / материал несущий / сталь Количество дверей / мест 5 / 5 4 / 3 Двигатель бензиновый, с турбонаддувом Ford, бензиновый Расположение спереди, поперечно Рабочий объем, см3 1948 1994 Кол-во / расположение цилиндров 4, рядное Степень сжатия 9,0 9,2 Максимальная стендовая мощность, кВт / (об/мин) 118 / 5100 83,7 / 5800 Максимальный крутящий момент, Н•м / (об/мин) 230 / 1800-4800 167 / 2700 Трансмиссия механическая Привод на передние колеса на задние колеса Коробка передач 5-ступенчатая Volvo M56H1 5-ступенчатая MT75CR Передаточные числа 3,07; 1,77; 1,19; 0,87; 0,70; з. х. 3,30 3,89; 2,08; 1,34; 1,00; 0,83; з. х. 3,51 Главная передача 4,00 4,56 Колесная база, мм 2550 2835 Длина / ширина / высота, мм 4483 / 1717 / 1406 4616 / 1972 / 2204 Колея передняя / задняя, мм 1454 / 1474 1692 / 1700 Снаряженная масса, кг 1315 1456 Полная масса, кг 1810 2550 Объем топливного бака, л 50 ⎯⎯ Передняя подвеска независимая, McPherson независимая, McPherson, cо стабилизатором попе- речной устойчивости Задняя подвеска независимая, многорычажная зависимая, на продоль- ных полуэллиптических рессорах Тип рулевого механизма шестерня-рейка, с усилителем Диаметр разворота, м 10,8 12,6 Размер шин 205/55R16 195R14 C-6PR Максимальная скорость, км/ч 180 150 Разгон 0 - 100 км/ч, сек 11,0 18 63 ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛЕГКОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ Параметр Volkswagen Caddy 1,9 TDI Opel Combo 1,7 D Ford Escort Express 1,8D Кузов фургон Конструкция / материал несущий / сталь Количество дверей / мест 3 / 2 Двигатель дизельный с тур- бонаддувом, не- посредственный впрыск VW 19TDI атмосферный ди- зель, форкамер- ное смесеобразо- вание воздуха X17D атмосферный ди- зель, форкамер- ное смесеобразо- вание воздуха 1,8 EnduraD Расположение спереди, поперечно Рабочий объем, см3 1896 1686 1753 Степень сжатия 19,5 22,0 21,5 Максимальная стендовая мощ- ность, кВт / (об/мин) 66,2 / 4000 44 / 4400 44 / 4800 Максимальный крутящий момент, Н•м / (об/мин) 210 / 1900 112 / 2650 108 / 2500 Трансмиссия механическая, передний привод Коробка передач 5-ступенчатая Передаточные числа 3,778; 2,118; 1,360; 0,971; 0,756; з. х. 3,600 3,730; 1,960; 1,310; 0,950; 0,760; з. х. 3,310 3,420; 2,140; 1,450; 1,030; 0,770; з. х. 3,460 Главная передача 3,158 3,940 3,560 Колесная база, мм 2601 2480 2597 Длина / ширина / высота, мм 4233 / 1696 / 1839 4230 / 1686 / 1805 4288 / 1688 / 1603 Колея передняя / задняя, мм 1484 / 1470 Снаряженная масса, кг 1220 1160 1200 Полная масса, кг 1770 1830 1900 Объем грузового отсека, м3 2,9 2,7 2,2 Объем топливного бака, л 54 50 55 Передняя подвеска независимая, McPherson Задняя подвеска зависимая, рессорная Тип рулевого механизма шестерня-рейка с усилителем Диаметр разворота, м 10,6 9,66 10,7 Передние тормоза вентилируемые диски Задние тормоза барабанные Размер шин 185/70 R14 195/80 R15 195/70R 14 Максимальная скорость, км/ч 170 150 155 Разгон 0 - 100 км/ч, сек 13,2 15,6 14,8 Расход топлива, л/100 км: средний 6,7 7,4 6,8 64 ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛЕГКОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ Параметр Renault Kangoo Еxpress 1,9D Nissan Pickup Double Кузов фургон пикап Конструкция / материал несущий / сталь рамный / сталь Количество дверей / мест 3 / 2 4 / 5 Двигатель атмосферный дизель, фор- камерное смесеобразова- ние воздуха F8Q630 дизельный, с турбонад- дувом и промежуточным охлаждением Расположение спереди, поперечно спереди, продольно Рабочий объем, см3 1870 2494 Степень сжатия 21,5 ⎯⎯ Максимальная стендовая мощность, кВт / (об/мин) 47,8 / 4500 76,5 / 4000 Максимальный крутящий момент, Н•м / (об/мин) 120 / 2250 245 / 2000 Трансмиссия механическая Привод на передние колеса на задние колеса с под- ключением переднего моста Коробка передач 5-ступенчатая Передаточные числа 3,727; 2,048; 1,393; 1,029; 0,892; з. х. 3,545 3,580; 2,077; 1,360; 1,000; 0,811; з. х. 3,636 Понижающая передача РК ⎯⎯ 2,020 Главная передача 3,560 4,875 Колесная база, мм 2600 2950 Длина / ширина / высота, мм 3995 / 1663 / 1827 4885 / 1820 / 1710 Колея передняя / задняя, мм 1484 / 1470 1480 / 1455 Снаряженная масса, кг 1085 1800 Полная масса, кг 1885 2680 Площадь грузовой платформы, м2 ⎯⎯ 1,94 Объем грузового отсека, м3 2,7 ⎯⎯ Объем топливного бака, л 52 50 Передняя подвеска независимая, McPherson независимая Задняя подвеска зависимая, рессорная рессорная Тип рулевого механизма шестерня-рейка с усилит. ⎯⎯ Диаметр разворота, м 10,8 12,6 Передние тормоза вентилируемые диски дисковые Задние тормоза барабанные дисковые Размер шин 195/65R15V 195/80 R15 Максимальная скорость, км/ч 160 145 Разгон 0 - 100 км/ч, сек 14,2 17,4 Расход топлива, л/100 км: средний 7,3 13,1 65 ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛЕГКОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ ПОВЫШЕННОЙ ПРОХОДИМОСТИ Параметр Toyota Land Cruiser 100 Kia Sportage 2.0 MRi(DOHC) Кузов внедорожный Конструкция / материал рамная / сталь Количество дверей / мест 5 / 5 Двигатель дизель с турбонаддувом и охладителем бензиновый с впрыском Расположение спереди, продольно Рабочий объем, см3 4164 1998 Кол-во / расположение цилиндров 6, рядное 4, рядное Степень сжатия 18,8 9,2 Максимальная стендовая мощность, кВт / (об/мин) 150 / 3400 94,2 / 5300 Максимальный крутящий момент, Н •м / (об/мин) 430 / 1400-3200 175 / 4700 Трансмиссия полный привод, механическая Привод постоянный с отключаемыми передними колесами Коробка передач 5-ступенчатая Передаточные числа 4,081; 2,294; 1,490; 1,000; 0,881; з. х. 4,313 3,72; 2,02; 1,36; 1,0; 0,8; з. х. 3,45 Понижающая передача РК 2,488 ⎯⎯ Главная передача 3,909 4,78 Колесная база, мм 2850 2650 Длина / ширина / высота, мм 4940 / 1940 / 1880 4050 / 1730 / 1650 Колея передняя / задняя, мм 1620 / 1615 1440 / 1440 Снаряженная масса, кг 2650 1420 Полная масса, кг 3260 1930 Объем топливного бака, л 96 60 Передняя подвеска независимая, сдвоенные поперечные рычаги со стабилизатором независимая, на двойных треугольных рычагах Задняя подвеска зависимая, с 4-мя про- дольными рычагами со стабилизатором зависимая, пружинная, с тягой Панара Тип рулевого механизма ⎯⎯ червячная пара с серво- усилителем Диаметр разворота, м 11,8 10,6 Размер шин 275/70 R16 205/75SR15 Максимальная скорость, км/ч 170 166 Разгон 0 - 100 км/ч, сек 13,6 14,7 Расход топлива, л/100 км: при 90 км/ч при 120 км/ч городской цикл ⎯⎯ ⎯⎯ 14,0 8,5 11,9 13,0 66 ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛЕГКОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ ПОВЫШЕННОЙ ПРОХОДИМОСТИ Параметр Land Rover Freelander Mitsubishi Space Gear 2.5TD 4x4 Кузов внедорожный минивэн Конструкция / материал рамная / сталь несущий с встроенной рамой / сталь Количество дверей / мест 5 / 5 5 / 8 Двигатель турбодизель турбодизель с впрыском Расположение спереди, поперечно спереди, продольно Рабочий объем, см3 2000 2477 Кол-во / расположение цилиндров 4, рядное Степень сжатия 19,5 21,0 Максимальная стендовая мощность, кВт / (об/мин) 66,2 / 4200 72,8 / 4200 Максимальный крутящий момент, Н•м / (об/мин) 210 / 2000 240 / 2000 Трансмиссия полный привод, механическая Привод постоянный Коробка передач 5-ступенчатая Передаточные числа 3,250; 1,894; 1,222; 0,848; 0,649; з. х. 3,00 3,95; 2,24; 1,40; 1,00; 0,76; з. х. 3,55 Понижающая передача РК 1,458 ⎯⎯ Главная передача 4,200 4,875 Колесная база, мм 2555 2800 Длина / ширина / высота, мм 4382 / 1720 / 1757 4595 / 1695 / 1965 Колея передняя / задняя, мм 1410 / 1410 1440 / 1435 Снаряженная масса, кг 2050 1835 Полная масса, кг 3850 2700 Объем топливного бака, л ⎯⎯ 75 Передняя подвеска ⎯⎯ независимая, торсионная, на двойных рычагах Задняя подвеска ⎯⎯ пятирычажная, пружин- ная, с тягой Панара Тип рулевого механизма ⎯⎯ червячная пара с гидроусилителем Диаметр разворота, м 11,6 11,0 Размер шин 195/80 R15 215R15 Максимальная скорость, км/ч 155 137 Разгон 0 - 100 км/ч, сек 15,2 ⎯⎯ Расход топлива, л/100 км: при 90 км/ч при 120 км/ч городской цикл ⎯⎯ ⎯⎯ 9,6 9,2 12,6 12,3 67 Cодержание с. Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1. Методические указания по выполнению курсовой (контрольной) работы . . . . . . . . . . . 3 2. Варианты заданий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 3. Оценка тягово-скоростных свойств автомобиля . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 3.1. Уравнение движения автомобиля . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 3.2. Внешняя скоростная характеристика двигателя. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 3.3. Тяговая характеристика автомобиля . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 3.3.1. Передаточные числа трансмиссии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 3.3.2. Коэффициент полезного действия трансмиссии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 3.3.3. Радиус качения. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 3.3.4. Сила сопротивления дороги . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 3.3.5. Сила сопротивления воздуха . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 3.3.6. Практическое использование тяговой характеристики автомобиля . . . . . . 16 3.4. Мощностная характеристика автомобиля . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 3.5. Динамическая характеристика автомобиля . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 3.5.1. Практическое использование динамической характеристики автомобиля . 23 3.6. Разгон автомобиля . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 3.6.1. Ускорение автомобиля при разгоне . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 3.6.2. Время и путь разгона автомобиля . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 3.6.2.1. Определение времени разгона автомобиля . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 3.6.2.2. Определение пути разгона автомобиля . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 3.6.3. Практическое использование характеристик времени и пути разгона ав- томобиля . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 4. Оценка топливно-экономических свойств автомобиля . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 4.1. Оценочные показатели топливной экономичности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 4.2. Уравнение расхода топлива . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 4.3. Топливная характеристика установившегося движения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 5. Итоговые таблицы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 Приложение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 68