Тяговые и динамические характеристики автомбиля ВАЗ 2107

Тяговые и динамические характеристики автомбиля ВАЗ 2107

Главная > Курсовая работа >Транспорт

1 . Исходные данные для расчета

2 . Расчет внешней скоростной характеристики двигателя

3 . Тяговый расчет автомобиля

6 . Выводы по работе и сравнение исследуемого автомобиля с аналоговыми моделями

1 . Исходные данные для расчета

Полная масса, m , кг

Мощность двигателя , кВт

Номинальные обороты n , об/мин

Тип и размер шин

Коэф. перераспределения веса на ведущие колеса λ

Коэф. деформации шин ∆

Коэф. сопротивления воздуха К,

Горизонтальный участок дороги

с асфальтобетонным покрытием:

коэф. сопротивления качению, f

коэф. сцепления, φ

2 . Расчет внешней скоростной характеристики двигателя

Внешняя скоростная характеристика двигателя – это зависимость крутящего момента, мощности двигателя, расхода топлива от частоты вращения коленчатого вала при полной подаче топлива.

Определение минимальной частоты вращения коленчатого вала:

где — номинальная частота вращения коленчатого вала, рад/с.

где n – номинальная частота вращения коленчатого вала, об /мин.

0,19×565 = 107 (рад/с)

Для построения внешней скоростной характеристики, зная значения максимальной и минимальной частот вращения коленчатого вала, разделим всю область значений ω на 9 примерно равных промежутков.

С помощью формулы Лейдермана определяем значения мощности двигателя соответственно для каждого значения частоты вращения ω коленчатого вала

где — текущее значение мощности, кВт

— номинальная мощность двигателя, кВт

– текущее значение частоты вращения коленчатого вала, (рад/с)

— номинальная частота вращения коленчатого вала, (рад/с)

A , B , C – коэффициенты зависящие от типа двигателя ( A , B , C =1)

Определим значение соответствующее значению ωдв=100 (рад/с)

Аналогично определяем остальные значения мощности для каждого значения частоты вращения коленчатого вала .

Определение крутящего момента двигателя

Аналогичным образом определяем остальные значения .

Рассчитанные значения , , сводим в таблицу 2.1

По полученным данным (таблицу 2.1) строим внешнюю скоростную характеристику двигателя (Рисунок 1).

3 . Тяговый расчет автомобиля

Определение скорости движения автомобиля

где r – радиус колеса, м.

d – посадочный диаметр колес, дюйм;

B – условная ширина профиля шины, мм;

λ – коэффициент высоты профиля шины;

∆ – коэффициент деформации шины.

В соответствии с параметрами шины ( раздел 1 ) d = 16 (дюймов) и B = 175 (мм), λ = 0,80 см, параметры шины в разделе 1.

Для радиальных шин ∆ = 0,14 – 0,2. Принимаем ∆ = 0,14.

Рассчитаем значения r :

где: Un – передаточное число k -той передачи,

Uo – передаточное число главной передачи.

Значения передаточных чисел всех передач приведены в разделе 1.

Определим значение Va для первой передачи при ω = 107 рад/с:

Аналогичным образом определяем значения скорости движения автомобиля на других передачах и значениях ω.

Рассчитанные значения скорости сводим в таблицы 3.1 – 3.5.

Рас чет сил, действующих на автомобиль.

Тяговая сила на ведущих колесах определяется по формуле:

где — коэффициент полезного действия трансмиссии, которая зависит от типа и конструкции автомобиля, усредненные значения для механических трансмиссии легкового автомобиля равны 0,9.

Определим первое значение тяговой силы на I -ой передаче:

Аналогичным образом определяем значения автомобиля на других передачах и значениях ω и заносим их в таблицы 3.1 – 3.5.

Максимальное значение тяговой силы по сцеплению колес с дорогой P сц определяем выражением:

где — сцепной вес автомобиля (вес приходящийся на ведущие колеса), Н.

— коэффициент сцепления с дорогой.

где — полная масса автомобиля, кг.

g – ускорение свободного падения, м/с .

= 0,7 — 0,8. Принимаем = 0,8.

Сила сопротивления качению Pk определяется выражением:

где: Ga – вес автомобиля, Н;

f – коэффициент сопротивления качению.

f = 0,014-0,018. Принимаем f = 0,014.

Сила сопротивления воздуха рассчитывается по формуле:

где k – коэффициент обтекаемости;

F – площадь лобовой поверхности, ;

– скорость движения автомобиля, м/с.

где B и H ширина и высота автомобиля соответственно, м.

F = 0.78×1,68×1,64= 2,15 ( ).

Рассчитаем значения на первой передаче:

Остальные значения на других передачах рассчитываем аналогично

приведенному примеру и заносим полученные данные в таблицы 3.1 – 3.5.

Строим тяговую характеристику автомобиля (Рисунок 2).

Audi Q3 Sportback

• Больше
• Обзор
• Конфигуратор Audi Q3 Sportback
• Аксессуары
• Audi Q3 Sportback

Технические характеристики Q3 Sportback

• Обзор
• A3
• A4
• A5
• A6
• A7
• A8
• Q3
• Q5
• Q7
• Q8
• e-tron

• Обзор
• Актуальные предложения
• Автомобили в наличии
• Audi с пробегом
• Audi Financial Services
• Программа лояльности
• Для бизнеса
• Diplomatic Sales
• Рассчитать кредит
• Трейд-ин
• Аббревиатуры Audi

• Обзор
• Акции сервиса
• Запись на сервис
• Официальный сервис Audi
• Гарантия
• Помощь на дорогах
• Стоимость запасных частей
• Калькулятор ТО
• Оригинальные аксессуары
• Мобильное приложение
• Audi Fleet Service

• Обзор
• Новости
• Мероприятия
• 20 лет Audi в России
• Audi по подписке
• Почему Audi?
• Audi Sport
• Audi exclusive
• Audi City
• quattro
• Audi Rent
• Audi Magazin

• Обзор
• Запись на тест-драйв
• Запрос дилеру
• Запись на сервис
• Обратная связь
• Подписка на новости
• Контакты

• Правовая информация
• Вакансии
• Система информирования о нарушениях

Указаны максимальные цены перепродажи на модели Audi (распространяются на автомобили 2021 года выпуска). Предложение не является публичной офертой. Изображенные автомобили могут быть оснащены оборудованием, устанавливаемым за дополнительную плату. Предложение ограничено и действует до 31.08.2021. Подробные условия уточняйте у официальных дилерских предприятий Audi.
На автомобили марки Audi производителем предоставляется гарантия качества на срок 2 года, а также на дополнительные 2 года или до достижения общего пробега автомобиля 120 000 км (в зависимости от того, какое событие наступит ранее), при этом в первые 2 года пробег не ограничивается и не учитывается.

ЭЛЕКТРИЗУЮЩАЯ СПОРТИВНОСТЬ.

Привод BMW i8.

ЭЛЕКТРИЗУЮЩАЯ СПОРТИВНОСТЬ.

Привод BMW i8.

Сочетание электродвигателя и мощного бензинового двигателя – фундамент самого инновационного спорткара нашего времени – BMW i8. Спортивный характер автомобиля ощущается всегда: выверенное взаимодействие бензинового силового агрегата и электропривода обеспечивает в равной степени и отменную динамику, и энергоэффективность.

Сочетание электродвигателя и мощного бензинового двигателя – фундамент самого инновационного спорткара нашего времени – BMW i8. Спортивный характер автомобиля ощущается всегда: выверенное взаимодействие бензинового силового агрегата и электропривода обеспечивает в равной степени и отменную динамику, и энергоэффективность.

BMW eDRIVE.

BMW eDRIVE.

Технология BMW eDrive – результат многолетней работы в рамках стратегии BMW EfficientDynamics. Весь крутящий момент оборотистого электродвигателя доступен уже на старте – ни с чем не сравнимое удовольствие за рулем вам обеспечено. Инновационная система охлаждения поддерживает всегда оптимальную рабочую температуру высоковольтной батареи, что повышает ее мощность и продлевает срок службы.
Интеллектуальная система управления потоками энергии координирует взаимодействие электродвигателя и АКБ, а также электродвигателя и ДВС, максимизируя мощность и минимизируя расход. Результат: мощная и энергоэффективная система подключаемого гибридного привода.

BMW eDrive как подключаемый гибрид.

Первый спортивный автомобиль с расходом топлива на уровне компактных авто.

• Смотреть ролик

Мощная система подключаемого гибридного привода

Продуманный подход — залог лидерства. Интеллектуальная гибридная система BMW i8 с подзарядкой от электросети объединяет преимущества электродвигателя и бензинового силового агрегата, обеспечивая максимум энергоэффективности при наивысшей динамичности. Электродвигатель мощностью 96 кВт (131 л. с.) размещен на передней оси. Задняя ось приводится в движение 1,5-литровым 3-цилиндровым бензиновым двигателем TwinPower Turbo, развивающим внушительную мощность 170 кВт (231 л. с.) и крутящий момент до 320 Нм. При одновременном использовании обоих двигателей гибридной системы вам гарантировано традиционное удовольствие за рулем настоящего BMW. Совокупная тяга обоих двигателей позволяет разогнать BMW i8 с места до 100 км/ч за 4,4 секунды. При этом расходуется невероятно мало топлива – 2,1 л/100 км, а выброс CO2 составляет всего 49 г/км.

Интеллектуальная система управления потоками энергии

В основе потрясающей энергоэффективности BMW i8 лежит идеальное взаимодействие технологии BMW eDrive и бензинового двигателя. В зависимости от режима движения и ситуации оба компонента системы тщательно координируются, чтобы в точности соответствовать текущим требованиям. Рекуперация энергии торможения при управлении автомобилем только с помощью педали акселератора и при торможении обеспечивает эффективное увеличение запаса хода на электроприводе. Кроме того, более обтекаемая конструкция способствует тому, что BMW i8, будучи чистокровным спорткаром, показывает уровень расхода топлива и выбросов, сопоставимый с уровнем компактного автомобиля.

ТРЕХЦИЛИНДРОВЫЙ БЕНЗИНОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ BMW TWINPOWER TURBO ОБЪЁМОМ 1,5 Л.

ТРЕХЦИЛИНДРОВЫЙ БЕНЗИНОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ BMW TWINPOWER TURBO ОБЪЁМОМ 1,5 Л.

Разработанный в рамках стратегии BMW EfficientDynamcs новый 3-цилиндровый бензиновый двигатель BMW Twinpower Turbo объемом 1,5 л для системы подключаемого гибридного привода объединяет все преимущества, которые ожидают от двигателя спортивного автомобиля. Его система управления гарантирует оптимальный газообмен за счет регулирования момента зажигания и быстрое реагирование турбонагнетателя. Оборотистый двигатель мощностью 170 кВт (231 л. с.) выдает крутящий момент до 320 Нм. Динамика и высокий уровень мощности соседствуют с потрясающей экономичностью. Расход топлива в смешанном цикле составляет всего 2,1 л/100 км, а выбросы CO2 – 49 г/км.

Легкий и компактный.

Двигатель BMW TwinPower Turbo демонстирует большую мощь и низкий расход топлива.

Информация о вредных выбросах

Более подробная информация об официальном уровне расхода топлива и выбросах CO2 новых легковых автомобилей приведена в соответствующих разделах руководства «Расход топлива и уровень выбросов CO2 новых легковых автомобилей». Руководство можно бесплатно получить в дилерских центрах или заказать в компании DAT Deutsche Automobil Treuhand GmbH, расположенной по адресу: Hellmuth-Hirth-Str. 1, 73760 Ostfildern, Germany.
Двигатель для зарядки высоковольтной батареи соответствует стандарту Евро-6. Для измерения расхода топлива служит принятый ECE (93/116/EC) цикл, состоящий на 1/3 из движения в городском цикле и на 2/3 из движения по загородным дорогам (рассчитывается по пробегу). Дополнительно измеряются выбросы СО2. Все значения указаны для автомобилей в базовой комплектации. Установка на автомобиль элементов дополнительного оборудования (например, более широких шин) может увеличить данные значения. Представленные данные действительны для немецкой версии. Изображенные модели частично оснащены элементами дополнительного оборудования, которые не входят в базовую комплектацию. При экспорте в различные страны возможны отклонения от представленных вариантов моделей и комплектации. За информацией просьба обращаться к официальным дилерам BMW. Компания оставляет за собой право на внесение изменений в конструкцию и комплектацию автомобилей, а также право на ошибку. Специальное оборудование для отдельных рынков здесь не представлено.
Собственная масса (ЕС), кг: при заполненном на 90% топливном баке, водителе весом 68 кг и багаже массой 7 кг. Показатель собственной массы относится к автомобилям в базовой комплектации. Установка на автомобиль элементов дополнительного оборудования ведет к увеличению данного показателя.
Номинальная мощность: BMW рекомендует использовать бензин с октановым числом 95. Возможно использование бензина с октановым числом не ниже 91 и максимальной долей этанола 10% (Е10). Данные по мощности и расходу топлива приведены для бензина с октановым числом 98).Данные не относятся к конкретному автомобилю и не являются частью предложения; они приводятся исключительно для сравнения параметров автомобилей различных типов. Выбросы CO2, вызванные производством и поставкой топлива или других источников энергии, при определении количества выбросов CO2 автомобилями в соответствии с Директивой 1999/94/EC не учитываются.

3.4. СТАТИЧЕСКИЕ И ДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗАМКНУТЫХ СИСТЕМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ – ДВИГАТЕЛЬ

Прежде чем перейти к анализу и синтезу конкретных систем управления электроприводами остановимся на основных понятиях и параметрах, характеризующих качественные и количественные показатели этих систем.

Замкнутые системы управления электроприводами (СУЭП), как и любые электротехнические устройства, в первую очередь, должны удовлетворять общим технико-экономическим требованиям (надежность, технологичность конструкции, удобство эксплуатации, минимальная стоимость, заданные габариты, масса и др.). Кроме того, к таким системам предъявляется и целый ряд требований, обусловленных в каждом конкретном случае специфи­кой технологического процесса и режимом работы производственной машины. Среди них важнейшее место занимают требования обеспечения заданных статических и динамических характеристик электро­привода. Эти требования в значительной мере определяют выбор струк­туры СУЭП и ее параметров, что составляет одну из главных задач проектирования автоматизированных электроприводов. Замкнутые СУЭП, функционирующие как автоматические системы регулирования, выполняют с питанием двигателя от управляемого преобразователя. Поэтому их часто называют замкнутыми системами преобразователь – двигатель (П — Д) или, иначе, системами П — Д с обратными связями.

Статическая характеристика замкнутой системы П—Д представляет собой графическое изображение зависимости регулируемой переменной системы от основного возмущающего воздействия f₁ двигателя в устано­вившемся режиме при фиксированном значении задающего воздей­ствия g и отсутствии других возмущающих воздействий f₂, f₃, … . Влияние последних сказывается в виде «дрейфа» статической характе­ристики или приводит к искажению ее формы. Статическая характе­ристика может иметь несколько участков разной формы, каждый из которых соответствует определенным структурам или параметрам системы, если они фиксировано изменяются в процессе управления. На рис. 3.6 показана статическая механическая характеристика Ш, типичная для многих замкнутых систем П—Д. Она представляет собой зависимость скорости двигателя ω от развиваемого им момента М при использовании различных регулирующих обратных связей.

На этом же рисунке изображено семейство Р статических механических характеристик разомкнутой системы П – Д. Каждая из этих характеристик отвечает фиксированному значению X_i управляющего сигнала х. Характеристика З состоит из двух участков. На участке 1 действуют обратные связи, стабилизирующие скорость двигателя. Поэтому здесь регулируемая величина у’ = ω’, а момент двигателя можно рассматривать как основное возмущающее воздействие, поскольку в установившемся режиме М’ = М’_с. Когда М’ = 0, скорость имеет значение Y’_о = ω_о‘, а управляющий сигнал х’ — Х’_о. При увели­чении момента нагрузки под влиянием обратных связей происходит непрерывный переход с одной механической характеристики разомкну­той системы на другую вследствие возрастания управляющего сигнала (характеристики Р при Х’₁, Х’₂ Х’₃, …). Поэтому характеристика З, представляющая собой совокупность точек семейства Р, становится на участке 1 значительно жестче характеристик разомкнутой системы. Перепад скорости на этом участке Δω_з = ω_о‘ – ω₁‘ (т.е. ΔY₁ = Y_о –Y₁) при изменении момента от М’ = 0 до М’ = М₁‘ (F₁ = F_{f (1)}) характеризует стабильность регулирования, т.е. точность поддержания постоянства скорости при наличии возмущающего воздействия F₁ = М’_с.

Рис. 3.6. Статические характеристики систем П – Д

При переходе к участку 0 характеристики 3 стабилизирующие скорость обратные связи отключаются и вводится в действие отрица­тельная обратная связь по моменту, т.е. изменяется структура системы. Последняя теперь будет работать в режиме автоматического регулиро­вания момента двигателя, т.е. здесь у» — М». При этом скорость двигателя представляет собой основное возмущающее воздействие. При неподвижном двигателе y ′′ = М_о ′′ и управляющий сигнал х» = X_J. С увеличением скорости, благодаря действию регулирующей обратной связи по момен­ту, растет сигнал х», принимая последовательные значения Х’₁, X′₂, X′₃, … , что отвечает переходу изображающей точки характеристики З по соответствующим характеристикам семейства Р. Поэтому на участке 0 замкнутой системы значительные изменения скорости сопровож­даются относительно небольшими изменениями момента. Перепад момента ΔМ ′ = М»_о — М»₁ (т.е. Δ Y_{f р} = Y_раз – Y₁) определяет здесь точность поддержания постоянства момента при изменении возмущаю­щего воздействия от ω» = 0 (ft = 0) до ω » = ω ₁ ′ (ft = F_{f (1)}). Участок 0 предусматривается, например, для ограничения момента двигателя в процессе его пуска, для защиты технологической машины от пере­грузки и т.д.

Приведенная на рис. 3.6, а характеристика З отвечает случаю, когда на обоих ее участках система регулирования, изменяя структypy, остается статической системой. Для таких систем иногда пользуются понятием статизма системы, который характеризуется вели­чиной

где G — заданное установившееся значение регулируемой величины; Y_i — установившееся значение регулируемой величины, соответствующее неизменному во времени возмущающему воздействию F_f1 (рис. 3.6, б).

Для простоты полагаем, что на вход системы по цепи обратной cвязи подается полная величина Y, где она сравнивается с G.

Статизм S может быть выражен как сумма статизма по заданию S_x, и статизма по возмущению S_f :

гдe Y — значение регулируемой величины при F₁ = 0.

Вследствие статизма S_g фактическое значение регулируемой вели­чины даже при отсутствии возмущения отличается от заданного на величину G—Y (рис. 3.1, б). Статизм S_f обусловливает дополнительное отклонение регулируемой величины от значения Y. Это отклонение при = F₁₍₁₎ имеет значение ΔY₁ = Y — Y₁.

Статизм системы зависит от ее параметров, в первую очередь, от коэффициента передачи разомкнутой системы

где Хi и Y_pi — соответственно значения управляющего сигнала и регулируемой величины при f₁ = 0 для i -й характеристики разомкнутой системы (предполагается, что величина К остается одной и той же для всех характеристик, также и перепад Δ Y_1р для них одинаков). Замкнутая система при f₁ = 0 работает на характеристике 0 разом­кнутой системы, и Y = Y_p (рис. 3.1, б). При этом управляющий сигнал Х = G – Y. Учитывая (3.3), можно записать:

При f₁ = F₁₍₁₎ замкнутая система работает на характеристике 1 разомкнутой системы, для которой Y_op1 =Y₁ + ΔY_1p. При этом управ­ляющий сигнал X_l = G — Y₁. С учетом (3.3) находим

После подстановки в (3.2) значений Y и Y₁ из (3.4) и (3.5) получим

Для оценки наклона участка статической характеристики удобнее пользоваться понятием статизма характеристики

В системах, астатических по возмущению f₁ значения S_f и S_x равны нулю.

Таким образом, путем выбора соответствующих обратных связей и значений коэффициента передачи системы, а в необходимых случаях, перехо
дя к использованию астатического регулирования, можно в зам­кнутых системах П—Д формировать статические характеристики прак­тически любого вида.

Динамические характеристики замкнутых систем П – Д отражают поведение этих систем в переходных процессах пуска, торможения, регулирования скорости, наброса и сброса нагрузки и т.п., т.е. при изменениях задающего или возмущающего воздействия. Эти характе­ристики представляют собой графики изменения во времени регули­руемых величин: ω = f (t), М = q (t), dω/dt = φ (t) и др.