Гринів Олександр Іванович. Покращення тягово-швидкісних властивостей легкового автомобіля визначенням оптимальної швидкісної характеристики двигуна

Короткий опис

Гринів Олександр Іванович. Покращення тягово-швидкісних властивостей легкового автомобіля визначенням оптимальної швидкісної характеристики двигуна: дис... канд. техн. наук: 05.22.02 / Національний транспортний ун-т. - К., 2004.

Міністерство освіти і науки України
Національний транспортний університет
На правах рукопису
Гринів Олександр Іванович
УДК 629.113.073.286
ПОКРАЩЕННЯ ТЯГОВО-ШВИДКІСНИХ
ВЛАСТИВОСТЕЙ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБІЛЯ
ВИЗНАЧЕННЯМ ОПТИМАЛЬНОЇ ШВИДКІСНОЇ
ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВИГУНА
Спеціальність 05.22.02 - “Автомобілі і трактори”
Дисертація на здобуття наукового ступеня
кандидата технічних наук
Науковий керівник:
Сахно Володимир Прохорович, доктор технічних наук, професор
Київ - 2004
ЗМІСТ

2
Вступ 4
РОЗДІЛ 1. ОБГРУНТУВАННЯ НАПРЯМУ І ЗАДАЧ ДОСЛІДЖЕННЯ
1.1 Сучасні можливості поліпшення тягово-швидкісних 110
властивостей легкових автомобілів
1.2. Методи дослідження показників динамічності та тягових 112
параметрів легкового автомобіля
1.3. Вихідні положення до визначення характеристик прямолінійного 116
руху автомобіля
1.4. Висновки до розділу 1 та задачі дослідження 22
РОЗДІЛ 2. ТЕОРЕТИЧНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ ТА РОЗРОБКА
МАТЕМАТИЧНОЇ МОДЕЛІ ДО ВИЗНАЧЕННЯ ШВИДКІСНИХ ПОКАЗНИКІВ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБІЛЯ
2.1. Постановка задачі 25
2.2. Основні параметри і узагальнені характеристики функціонування
системи “двигун-трансмісія-колісний модуль” при 227
прямолінійному русі автомобіля
2.3. Вплив параметрів колісного модуля на швидкісні показники 443
автомобіля
2.4. Диференціальне рівняння поступального прямолінійного руху 552
автомобіля
2.5. Методика та узагальнений алгоритм обчислення на ПЕОМ 664
шляху, часу розгону та тягових характеристик автомобіля
2.6. Висновки до розділу 2 72
РОЗДІЛ 3. ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ
АВТОМОБІЛЯ НА СТЕНДІ З БІГОВИМИ БАРАБАНАМИ
3.1. Мета та умови експериментальних досліджень 74
3.2. Обладнання стенду та автомобіля вимірювально-реєстраційним 777
комплексом з застосуванням ПЕОМ
3.3. Визначення приведеного моменту інерції трансмісії автомобіля 991
та стенду
3.4. Визначення параметрів роботи ведучого колісного модуля 1100
автомобіля на стенді
3.5. Швидкісні характеристики розгону автомобіля та перевірка 1113
математичної моделі до їх розрахунків
3.6. Висновки до розділу 3 118
РОЗДІЛ 4. ПОКРАЩЕННЯ ТЯГОВО-ШВИДКІСНИХ
ВЛАСТИВОСТЕЙ ЛЕГКОВИХ АВТОМОБІЛІВ МАЛОГО КЛАСУ ОПТИМІЗАЦІЄЮ ХАРАКТЕРИСТИК ДВИГУНА ТА ПРИЙОМІВ УПРАВЛІННЯ

3
4.1. Напрями розробок та етапи тягового розрахунку для сімейства
уніфікованих моделей автомобіля 120
4.1.1. Постановка питання 120
4.1.2. Вибір та обґрунтування вихідних даних до тягового
розрахунку автомобіля 126
4.1.3. Визначення необхідної максимальної потужності двигуна
і передаточних чисел трансмісії автомобіля 128
4.1.4. Вибір оптимальної форми швидкісної зовнішньої
характеристики двигуна для поліпшення показників розгону автомобіля 133
4.1.5. Порівняльний аналіз тягових властивостей автомобіля з
різними швидкісними зовнішніми характеристиками двигуна 139
4.2. Підвищення показників динамічності розгону легкових
автомобілів моделей ЗАЗ 143
4.3. Висновки до розділу 4 155
ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ 157
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 159
Додатки 170
ВСТУП

Список літератури

ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ
1.Покращення тягово-швидкісних властивостей легкових автомобілів здійснюють переважно створенням сімейства модифікацій до базової моделі із оснащенням їх різними зразками силового агрегату (двигун-трансмісія). При цьому реалізуються нові можливості для оптимального вибору параметрів швидкісної характеристики двигуна у більш повній відповідності до класу та експлуатаційних умов використання автомобіля. Визначенню методики такої оптимізації із порівняльною якісною та кількісною оцінкою досягнутих результатів присвячена дисертаційна робота.

111
2.Здійснено узагальнюючу типізацію форми зовнішніх характеристик сучасних двигунів для легкового автомобіля за такими категоріями: а) традиційна ( класична); б) високомоментна, із зміщенням максимуму моменту в область низьких обертів; в) з постійним крутним моментом у певному діапазоні; г) складної форми, зокрема із двома максимумами. Обґрунтовано універсальну апроксимацію кривих крутного моменту та потужності двигуна за формулою Лагранжа. Створено методику схематичної побудови часткових та навантажувальних характеристик двигуна у трьохвимірній системі координат, завдяки чому є можливим вводити до алгоритму і програми для ЕОМ різноманітні варіанти швидкісної характеристики різних двигунів в процесі математичного моделювання неусталеного поступального руху автомобіля.
3. Розроблено математичну модель та методику розрахунку часу і шляху розгону автомобіля для системи “водій-двигун-трансмісія-колісний модуль”. Для поглибленої оцінки тягово-швидкісних властивостей автомобіля в роботі прийняті до розгляду тягові характеристики та комплекс показників динамічності розгону. До цього комплексу включені не тільки відомі нормовані показники - час розгону з місця до швидкості 100км/год і на шляху 400 і 1000м, але і їх значення по інтервалах (40-60; 60-80; 80-100км/год).
4. Покращення тягово-швидкісних властивостей легкових автомобілів малого класу можливе за умови оптимізації параметрів їх двигунів. Дослідження на математичній моделі показали, що вибором раціональної форми швидкісної зовнішньої характеристики двигуна можливо скоротити час розгону на 8-13% без зміни потужності двигуна, а збільшення робочого об’єму двигуна від 1,1л до 1,3л поліпшує показники розгону автомобіля з місця до швидкості 100км/год на 24,1% , а в діапазоні поширених швидкостей заміського руху (80-120км/год) на 30,1%.
5. Порівнянням розрахованого часу розгону при повному або частковому використанні потужності двигуна із одержаними за аналогічних умов даними випробувань автомобіля ЗАЗ-11024 на лабораторному стенді підтверджена придатність розробленої моделі та алгоритму до оцінки динамічності автомобіля при різному відкриванні дросельних заслінок в карбюраторі за змінними законами управління.
6. Результати досліджень передано в УГК ЗАТ “ЗАЗ” для використання з метою удосконалення тягово-швидкісних властивостей автомобілів особливо малого класу ЗАЗ.