Анализ тягово-скоростных характеристик двигателя автомобилей | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 13 марта, печатный экземпляр отправим 17 марта.

Опубликовать статью в журнале

Библиографическое описание:

Анализ тягово-скоростных характеристик двигателя автомобилей / Е. В. Волков, А. А. Привалов, В. В. Сысоев [и др.]. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2019. — № 43 (281). — С. 14-16. — URL: https://moluch.ru/archive/281/63422/ (дата обращения: 05.03.2021).



Статья посвящена анализу и повышению тягово-скоростных характеристик двигателя и автомобиля в целом.

Ключевые слова: тягово-скоростные качества, двигатель, крутящий момент, мощность, динамика, ускорение.

Тягово-скоростные качества автомобиля характеризуют его способность доставлять грузы или пассажиров с максимально возможной средней скоростью в данных дорожных условиях. Обычно чем выше тягово-скоростные качества автомобиля, тем меньше время, затрачиваемое на перевозку и, следовательно, тем больше его производительность.

Тягово-скоростные качества автомобиля оцениваются несколькими показателями, которые определяются экспериментальным путем испытаний автомобиля в определенных дорожных условиях или получаются расчетным путем. При расчете тягово-скоростных качеств, задавшись исходными данными, строят ряд графиков, по которым затем определяют показатели тягово-скоростных качеств. Исходными данными для построения графиков являются конструктивные параметры и параметры, характеризующие условия движения. [2, 3]

Тягово-скоростные качества автомобиля включают в себя следующие величины: динамика, мощность, крутящий момент и ускорение.

Крутящий момент двигателя — это качественный показатель, характеризующий силу вращения коленчатого вала. Этот параметр рассчитывается как произведение силы, приложенной к поршню, на плечо (расстояние от центральной оси вращения коленчатого вала до места крепления поршня (шатунной шейки)). Крутящий момент измеряется в ньютонах на метр (Нм). [7, 1]

На практике крутящий момент на валу двигателя приближенно можно измерять обычным ваттметром при одновременном измерении частоты вращения. Крутящий момент однозначно определяется мощностью и частотой вращения из известных зависимостей. Однако здесь следует иметь ввиду, что, измеряя ток и напряжение, определяющие мощность, мы определяем не фактическую мощность на валу двигателя, а его электрическую мощность, которую можно перевести в механическую только при условии, что достаточно точно известна электромеханическая характеристика двигателя. Это не всегда возможно, поэтому такой способ измерения используется только в том случае, когда передаваемый (или потребляемый приводимым двигателем объектом) крутящий момент не является предметом исследования.

В том случае, если крутящий момент необходимо измерять достаточно точно, применяются в основном два способа: измерение с помощью так называемых мотор-весов и измерение с помощью тензометрических датчиков крутящего момента. [7]

Динамика автомобиля — это отношение избыточной силы тяги к полной массе автомобиля, или, иначе, удельная остаточная сила тяги. [9]

Динамику разгона определяют во время специальных тестов. Обычно испытание на скорость разгона проходит на специальной динамометрической автодороге. Во время этого испытания тестируемый автомобиль проезжает определенную дистанцию, разгоняясь до 100 км/час. Сначала движение осуществляется в одну сторону, затем в другую. Показателями динамических свойств автомобиля при неравномерном движении служат величины ускорений, а также путь и время, необходимое для движения в определённом интервале изменения скорости.

Установка более короткого редуктора, за счет сближения передаточных чисел на ведомых валах и увеличения их на главной передаче, позволяет снизить энергозатраты при выходе двигателя на максимальные обороты и тем самым повышает его мощность. Динамические качества автомобиля резко увеличиваются, а вот максимальная скорость снижается или достигается за счёт больших оборотов. [8]

Ускорение автомобиля при разгоне (приемистость) характеризует его способность быстро трогаться с места и увеличивать скорость движения.

Ускорение автомобиля определяют экспериментально во время дорожных испытаний при соблюдении условий, установленных гостами, или рассчитывают применительно к горизонтальной дороге с твёрдым покрытием хорошего качества при условии максимального использования мощности двигателя и отсутствии буксования колёс. [9]

Мощность характеризуется как показатель вырабатываемой двигателем работы в единицу времени. Мощность двигателя можно определить, подключив двигатель автомобиля к специальному динамометру. Динамометр создаёт нагрузку на двигатель и измеряет количество энергии, которое может развить двигатель против нагрузки.

Одним из самых простых и достаточно эффективных способов увеличения мощности автомобиля является увеличение объема мотора путем растачивания диаметра каждого цилиндра на определенное расстояние, тем самым повышая объем в каждом цилиндре и во всем агрегате в целом.

Еще одним из тех способов, который не только увеличивает мощность и крутящий момент двигателя во всем диапазоне, но также и уменьшает расход топлива автомобиля является увеличение степени сжатия поршнем газо-воздушной смеси.

Одним из способов повышения тягово-скоростных свойств автомобиля является применение форсажных режимов работы двигателя и снижение времени переключения передач.

Устройство включения и выключения форсажного режима (рис. 1) представляет собой управляемый упор рейки 1, положение которого определяется, включением или выключением электромагнита 9, так как упор рейки жестко соединен со штоком электромагнита. Электромагнит, в зависимости от наличия тока в катушке, находится в одном из двух крайних положений: верхнем или нижнем. В верхнем положении — форсажный режим выключен, в нижнем — включен. Когда упор находится в нижнем положении, и нет тока в электромагните, то возвратная пружина 5 передвигает упор в верхнее положение. Величина тока в электромагните зависит от величины напряжения в генераторе 12, положения выключателя 13, положения реле включения и выключения форсажного режима 11. Включателем 13 управляет водитель. Возможность и момент выключения форсажного режима зависят от температуры охлаждающей жидкости (ОЖ) в системе охлаждения. При достижении предельной температуры ОЖ сопротивление терморезистора снижается, загорается сигнализатор аварийной температуры ОЖ и выключается реле 11, которое отключает электромагнит и возвратная пружина передвигает упор в нижнее положение — форсажный режим выключен. [5]

Рис. 1. Устройство включения и выключения форсажного режима

Для реализации форсажного режима двигателя целесообразно внести изменения в трансмиссию автомобиля. Применение коробки передач с изменяемым межосевым расстоянием позволяет сократить время разрыва потока мощности. Снижение времени переключения и возможность переключения передач водителем на ходу автомобиля без выключения сцепления — приведет к улучшению тягово-скоростных свойств автомобиля. Время переключения в коробках передач во многом зависит от применяемой конструктивной схемы. Коробка передач с изменяемым межосевым расстоянием [2, 3] позволяет производить переключение передач за малый промежуток времени (до 0.1 с). По сравнению с широко применяемыми в настоящее время механическими коробками передач, у которых время переключения составляет 1…2 с, это может существенно повысить динамику разгона автомобиля.

Рис. 2. Схема силового модуля для иллюстрации принципа переключения передач [4]

Литература:

  1. Расчёт тягово-динамических и топливно-экономических показателей автомобиля [Электронный ресурс]: методические указания / Н. В. Хольшев, Д. Н. Коновалов. — Тамбов: Изд-во ФГБОУ ВО «ТГТУ», 2017
  2. Кравец В. Н., Определение тягово-скоростных свойств автомобиля. — Горький: ГПИ, 1983, 42с.
  3. https://knowledge.allbest.ru/transport/html
  4. https://www.drive2.ru
  5. http://mospolytech.ru/science/aai77/scientific/article/s01/s01_08.pdf
  6. https://avtonam.ru/useful/krutyashhij-moment-dvigatelya/
  7. https://helpiks.org/7–88193.html
  8. https://drivertip.ru/osnovy/kak-uluchshit-dinamiku-avtomobilya.html
  9. https://sci-lib.biz/logistika/chast-opredelenie-puti-vremeni-razgona-37295.html
Основные термины (генерируются автоматически): крутящий момент, форсажный режим, тягово-скоростное качество автомобиля, коробок передач, верхнее положение, возвратная пружина, изменяемое межосевое расстояние, коленчатый вал, нижнее положение, тягово-скоростное свойство автомобиля.


Ключевые слова

динамика, двигатель, ускорение, мощность, крутящий момент, тягово-скоростные качества

Похожие статьи

Общий анализ надежности автомобильных трансмиссий

На сцепление, карданную передачу, раздаточную коробку, главную передачу и бортовые редукторы приходится по 10-15 % отказов и до 40 % материальных и трудовых затрат на технические воздействия от их общего объема по грузовым автомобилям.

Устройство для улучшения тягово-сцепных свойств колесных...

Разработанная конструкция уширителя колес, на которой получен патент Республики Узбекистан, способствует повышению тягово-сцепных качеств трактора без дополнительного увеличения сцепного веса и уменьшает буксование движителей трактора, что приводит к...

Оценка воздействия неравномерности крутящего момента...

В работе описана динамическая модель силовой передачи гусеничного сельскохозяйственного трактора 6-ого тягового класса. Ее достоинством является встроенная пространственная модель гусеничного движителя...

Улучшение устойчивости транспортного средства с повышенным...

Потеря поперечной устойчивости, характеризующей свойство транспортного средства сохранять ориентацию вертикальной оси в поперечной плоскости в заданных пределах, вызывающая опрокидывание автомобиля, может произойти по следующим причинам

Выбор геометрических параметров ограничителя переворота...

Определяем крутящий момент одного колеса.

автомобиль, ограничитель переворота, вездеходные гусеничные движители, вездеходные устройства, крепление гусеничных устройств.

Моменты инерции вращающихся деталей коробки передач, главной передачи...

Теоретическое обоснование повышения надежности сцепления...

В процессе эксплуатации автомобилей, оснащенных сцеплением КАМАЗ модели 14 [1], возникают отказы узла сцепления.

где — передаваемый крутящий момент, Н∙м

Среднее давление на рабочих поверхностях при передаче крутящего момента от двигателя к...

Методика определения энерготехнологических параметров...

В качестве энерготехнологических параметров рассмотрены твердость почвы, площадь фронтальной проекции рабочих органов, коэффициент террадинамического сопротивления, удельное и тяговое сопротивление, коэффициент вариации нагрузки и потребная мощность...

Режимы стендовых испытаний для экспресс оценки долговечности...

В работе приведены результаты расчета режимов торможения микроавтобусов ГАЗель ГАЗ 3221 (маршрутных такси) для ускоренных стендовых испытаний фрикционных накладок передних тормозных механизмов.

Краткий анализ видов канатных дорог, их достоинства и недостатки

Во избежание обрыва тягового каната на определенных видах дорог

В момент высадки трос снова под действием пружины наматывается на барабан.

В соответствии с техническими требованиями к устройствам тягового электроснабжения скоростных железных дорог.

Обзор существующих конструкций для повышения проходимости...

Статья посвящена обзору существующих конструкций для повышения проходимости автомобилей в условиях бездорожья. Приводится сравнение эффективности использования устройств, при эксплуатации в различных дорожных условиях, рассмотрены сильные и слабые...

Похожие статьи

Общий анализ надежности автомобильных трансмиссий

На сцепление, карданную передачу, раздаточную коробку, главную передачу и бортовые редукторы приходится по 10-15 % отказов и до 40 % материальных и трудовых затрат на технические воздействия от их общего объема по грузовым автомобилям.

Устройство для улучшения тягово-сцепных свойств колесных...

Разработанная конструкция уширителя колес, на которой получен патент Республики Узбекистан, способствует повышению тягово-сцепных качеств трактора без дополнительного увеличения сцепного веса и уменьшает буксование движителей трактора, что приводит к...

Оценка воздействия неравномерности крутящего момента...

В работе описана динамическая модель силовой передачи гусеничного сельскохозяйственного трактора 6-ого тягового класса. Ее достоинством является встроенная пространственная модель гусеничного движителя...

Улучшение устойчивости транспортного средства с повышенным...

Потеря поперечной устойчивости, характеризующей свойство транспортного средства сохранять ориентацию вертикальной оси в поперечной плоскости в заданных пределах, вызывающая опрокидывание автомобиля, может произойти по следующим причинам

Выбор геометрических параметров ограничителя переворота...

Определяем крутящий момент одного колеса.

автомобиль, ограничитель переворота, вездеходные гусеничные движители, вездеходные устройства, крепление гусеничных устройств.

Моменты инерции вращающихся деталей коробки передач, главной передачи...

Теоретическое обоснование повышения надежности сцепления...

В процессе эксплуатации автомобилей, оснащенных сцеплением КАМАЗ модели 14 [1], возникают отказы узла сцепления.

где — передаваемый крутящий момент, Н∙м

Среднее давление на рабочих поверхностях при передаче крутящего момента от двигателя к...

Методика определения энерготехнологических параметров...

В качестве энерготехнологических параметров рассмотрены твердость почвы, площадь фронтальной проекции рабочих органов, коэффициент террадинамического сопротивления, удельное и тяговое сопротивление, коэффициент вариации нагрузки и потребная мощность...

Режимы стендовых испытаний для экспресс оценки долговечности...

В работе приведены результаты расчета режимов торможения микроавтобусов ГАЗель ГАЗ 3221 (маршрутных такси) для ускоренных стендовых испытаний фрикционных накладок передних тормозных механизмов.

Краткий анализ видов канатных дорог, их достоинства и недостатки

Во избежание обрыва тягового каната на определенных видах дорог

В момент высадки трос снова под действием пружины наматывается на барабан.

В соответствии с техническими требованиями к устройствам тягового электроснабжения скоростных железных дорог.

Обзор существующих конструкций для повышения проходимости...

Статья посвящена обзору существующих конструкций для повышения проходимости автомобилей в условиях бездорожья. Приводится сравнение эффективности использования устройств, при эксплуатации в различных дорожных условиях, рассмотрены сильные и слабые...

Задать вопрос