Отчет по практике : Исследования возможностей диагностирования автомобиля 


Полнотекстовый поиск по базе:

Главная >> Отчет по практике >> Транспорт


Исследования возможностей диагностирования автомобиля




Федеральное агентство по образованию

Восточно-Сибирский государственный технологический университет

Кафедра «Автомобили»

Отчет о прохождении преддипломной практики

по теме: Исследования возможностей диагностирования автомобиля

Выполнил

Проверил:

Улан-Удэ 2010

Содержание

Введение

1. Цель преддипломной практики

2. Методы проверки и диагностирования АКПП на стендах

2.1 Автоматическая трансмиссия, как объект испытания и доводки

2.2 Назначение испытаний

2.3 Условия проведения испытаний

2.4 Виды стендовых испытаний

2.5 Виды дорожных испытаний

2.6 Методы ускорения испытаний

2.7 Схемы стендов для испытаний

2.8 Двигатели

2.9 Тормоза

2.10 Дополнительное оборудование

2.11 Измерительная аппаратура

2.12 Испытания и доводка узлов АКПП. Определение характеристик гидротрансформаторов

2.13 Испытания и доводка систем АКПП. Баланс расходов рабочей жидкости

2.14 Испытания АКПП в сборе (подбор материалов для фрикционных узлов, испытания АКПП на надежность)

2.15 Процессы переключения передач, плавность переключения передач

2.16 Испытания при низких и высоких температурах

3. Осуществление процесса диагностики автоматических трансмиссий на стенде К-467

4. Тяговый расчет автомобиля Toyota Mark II

4.1 Построение внешней скоростной характеристики

4.2 Тяговый баланс автомобиля

4.3 Динамический фактор автомобиля

4.4 Характеристика ускорений автомобиля

4.5 Характеристика времени разгона автомобиля

Конструкторская часть

Список использованных источников

Введение

Автоматическая коробка перемены передач (АКПП) - один из самых сложных и высокотехнологичных элементов автомобиля. При строгом соблюдении правил эксплуатации и сервиса срок службы современных автоматических трансмиссий сравним с ресурсом двигателя. В большинстве случаев, автоматические коробки передач попадают в ремонт именно вследствие нарушения установленных правил эксплуатации. При ремонте автоматических трансмиссий необходимо большое внимание уделять диагностики, так как выявление неисправностей определит целесообразность ремонта и в последующем сократит его время.

Диагностирование - процесс определения технического состояния объекта без его разборки по внешним признакам путем измерения величин, характеризующих его состояние и сопоставление его с нормативами. Диагностирование автоматических трансмиссий подразумевает множество различных методов, наиболее целесообразными и информативными является методы диагностирования на стенде тяговых качеств.

Стенды тяговых качеств служат для комплексного диагностирования автомобиля. Они позволяют имитировать в стационарных условиях тестовые нагрузочные и скоростные режимы работы автомобиля. При этом используют следующие диагностические параметры: мощность на ведущих колесах (колесная мощность) - N ; крутящий момент (или тяговое усилие) на ведущих колесах - Мк(Рк); линейная скорость на окружности роликов; расход топлива; время (или путь) разгона. Кроме того, тяговые стенды позволяют проводить ряд работ, связанных с углубленным поэлементным диагностированием автомобиля.

1. Цель преддипломной практики

Целью преддипломной практики является расширение возможностей тягово-силового стенда К-467М, для возможности диагностирования автоматических трансмиссий, по направлениям:

1) Совершенствование определения тягово-экономических свойств автомобиля по средствам подключения ЭВМ:

- построение графиков зависимости крутящего момента на ведущих колесах (или тяговое усилие) и мощности на ведущих колесах (колесной мощности) от оборотов двигателя;

- определение линейной скорости на окружности роликов;

- определение мощности двигателя с автоматической трансмиссией;

- определение времени (или пути) разгона;

- определение ускорения (замедления) при разгоне (выбеге).

2) Задание постоянного усилия нагружения при изменяющейся скорости вращения роликов стенда для получения графика переключения передач.

2. Методы проверки и диагностирования АКПП на стендах

2.1 Автоматическая трансмиссия, как объект испытания и доводки

В ходе испытаний определяют характеристики АКПП в целом и их отдельных узлов и систем; проверяют взаимное соответствие всех элементов; определяют прочность деталей и узлов; проверяют надежность АКПП и их соответствие автомобилям, которые будут с ними эксплуатироваться. Поэтому объектами испытаний могут быть АКПП в сборе, т.е. АКПП в таком виде, в каком они устанавливаются на автомобиль, а также составляющие АКПП узлы, детали и системы. К объектам испытаний могут быть отнесены, кроме того, материалы, из которых изготовлены детали и рабочая жидкость. 0бъектом испытаний АКПП являются и автомобили с АКПП.

Анализ конструкций позволил выделить характерные узлы, входящие в АКПП все или частично, по одному или несколько. В АКПП как объекты испытаний и доводки можно рассматривать (рис. 1) следующие узлы: гидротрансформатор I, насосы питания 2, фрикционные узлы 3, муфты свободного хода 4, механические (зубчатые) передачи 5, панели управления 6, центробежный регулятор 7, механизм блокировки выходного вала 8.

Это разделение на узлы несколько условно, так как в одном агрегате, каким является АКПП, все ее части - за исключением гидротрансформатора (ГДТ) - не являются отдельными конструктивно оформленными узлами (некоторые элементы одних узлов служат одновременно элементами других узлов). Несмотря на это, все перечисленные узлы подвергаются раздельным испытаниям, так как их характеристики во многом определяют качество АКПП.

При испытаниях отдельных узлов АКПП учитывают их значение в той или иной системе. Можно выделить четыре таких системы: питания, управления, охлаждения, смазки.

В ходе испытаний выявляются конструктивные элементы, наиболее существенно влияющие на выходные характеристики АКПП и на ее доводке. К ним можно отнести:

торцевые и диаметральные зазоры в насосах питания и их приводах;

осевые и диаметральные зазоры в сцеплениях и дисковых тормозах;

толщины фрикционных элементов и отклонение от плоскостности дисков сцеплений;

осевые зазоры в гидротрансформаторе и в коробке передач;

диаметральные зазоры в сочленениях, являющихся подшипниками скольжения;

торцевые и радиальные биения характерных рабочих поверхностей (в том числе поверхностей, по которым работают уплотнения);

чистота поверхностей характерных деталей;

твердость деталей, работающих с большими контактными напряжениями (например, детали муфт свободного хода), и деталей, пониженная твердость которых может уменьшить работоспособность АКПП (например, торцевые опоры комплексных гидротрансформаторов и коробок передач);

характеристики, твердость и фактические геометрические размеры наиболее ответственных пружин;

отклонения от плоскостности корпусных элементов панелей системы автоматического управления;

диаметральные зазоры в золотниках и клапанах системы автоматического управления;

осевые размеры щелей и перекрытий золотников и клапанов.

2.2 Назначение испытаний

Испытания АКПП по назначению разделяются на доводочные и контрольные.

При доводочных испытаниях проводится всестороннее исследование рабочих процессов как АКПП в целом, так и ее функциональных узлов и элементов. При этом определяются, оцениваются, улучшаются и, в дальнейшем, нормируются потенциальные свойства исследуемых объектов.

2.3 Условия проведения испытаний

По условиям проведения испытания разделяются на стендовые и дорожные. Эти два вида испытаний дополняют друг друга.

Стендовые испытания отличаются высокой точностью, возможностью многократного воспроизведения тех или иных режимов, возможностью интенсификации режимов испытаний. Вместе с тем, при стендовых испытаниях не всегда возможно воспроизведение тех или иных условий работы АКПП на автомобиле.

При доводочных дорожных испытаниях АКПП проверяется в условиях, в которых она будет эксплуатироваться.

2.4 Виды стендовых испытаний

Методы проведения испытаний деталей АКПП аналогичны общим методам испытаний деталей машин. Специфическими являются лишь нагрузочные режимы, которые должны задаваться, исходя из условий работы испытываемой детали в АКПП автомобиля. Нагрузочные режимы определяют либо расчетом, либо в результате исследования режимов работы детали на автомобиле.

Узлы, где утечка недопустима, испытывают на герметичность. Если утечка из рабочих полостей неизбежна по особенностям конструкции, определяют ее величину. Допустимые утечки нормируются. Их величина определяется при доводочных испытаниях и контролируется при производственных испытаниях.


Рис. 1 Автоматическая коробка перемены передач (гидромеханическая передача)

Определение характеристик узлов и систем АКПП, а также АКПП в сборе, проводится с помощью испытательного оборудования повышенной точности. Режимы и условия испытании назначаются характерными для работы испытуемых узлов на автомобилях.

Наряду с определением характеристик узлов определяют потери мощности в них. Примером может служить определение потерь на трение при вращении дисков сцепления, когда сцепление выключено. Наличие малых потерь свидетельствует о чистоте выключения. По величине потерь мощности при испытаниях АКПП в сборе оценивают качество конструкции и изготовления АКПП. Величина этих потерь складывается из потерь на трение, потерь в зубчатых зацеплениях, потерь на перекачивание рабочей жидкости и т.д.

Испытания на работоспособность при стендовых испытаниях проводятся путем приложения нагрузок, равных (или несколько больших) нагрузкам, которые возникают при работе АКПП на автомобиле. Критерием работоспособности узла является его способность выполнять заданные функции, сохраняя значения заданных параметров в пределах, установленных технической документацией. Испытания на работоспособность с небольшим числом нагрузочных циклов являются одним из первых этапов доводки конструкции. Иногда эти испытания называют проверкой на функционирование. Если же число циклов задается, примерно, равным числу их за все время работы АКПП, то эти испытания переходят в испытания на безотказность и долговечность.

При испытаниях на долговечность узлов и АКПП в сборе определяют время работы (число циклов), в течение которого объект сохраняет работоспособность. Нагрузка при этих испытаниях должна быть такой же, как при работе объекта испытаний на автомобиле или (для ускорения испытаний) большей.

Превышение до наступления предельного состояния того числа циклов, которое может быть за все время работы АКПП, характеризует "запас" потенциальных свойств объекта испытаний.

2.5 Виды дорожных испытаний

При дорожных испытаниях АКПП учитывают особенности автомобилей, на которые они устанавливаются. Может оказаться, например, что плавность переключений одной и той же АКПП удовлетворительна на одной типе автомобиля и неудовлетворительна на другом. Важным видом дорожных испытаний являются испытания по определению нагрузочных режимов АКПП в целом и ее узлов и деталей, например, определение: числа переключении передач на 1 единицу пути; нагрузок на отдельные узлы и их распределение по пути и времени движения, значений и распределения передаточных отношений в гидротрансформаторе, времени работы на каждой передаче и т.д. Результаты этих испытаний используются для воспроизведения реальных нагрузок и режимов работы при стендовых испытаниях. Это позволяет осуществлять ускоренные испытания по отработке конструкций элементов АКПП. Иногда проводят тематические испытания на надежность. Они сводятся к установке в АКПП опытных деталей или узлов и проверке их либо в условиях нормальной эксплуатации, либо во время пробега со специальным режимом движения, при котором создаются наибольшие нагрузки на объект испытаний.

2.6 Методы ускорения испытаний

Наиболее достоверные результаты дают дорожные испытания, проводимые в реальных эксплуатационных условиях. Если полагаться, однако, только на такие испытания; то данные о реальной надежности и долговечности объектов испытаний можно получить только через много лет. Поэтому большинство испытаний проводимых при разработке конструкций АКПП, подготовке их к производству и при производстве являются ускоренными, форсирование сводится к заданию для объектов испытаний более напряженных показателей режимов работы. Чрезмерное форсирование режимов испытаний может привести к неправильным результатам. Поэтому окончательный режим ускоренных испытаний выбирают в результате ряда проб таким, чтобы характер разрушения или предельного износа деталей был эквивалентен эксплуатационному. При сопоставлении видов разрушения или износа следует, наряду с осмотром деталей, также анализировать структуру поверхностных слоев металла в зоне разрушения.

2.7 Схемы стендов для испытаний

Так как АКПП является преобразователем крутящего момента, передаваемого от двигателя к ведущим колесам автомобиля, то наиболее употребительна схема стенда, называемая основной (рис. 2): двигатель 1 (автомобильный двигатель или его имитатор), объект испытаний 2 (гидротрансформатор или АКПП), тормоз 3 (имитатор нагрузки на выходной валу гидротрансформатора или АКПП, пропорциональной нагрузке на ведущих колесах автомобиля).


Рис. 2 Основная схема испытаний

При испытаниях измеряют числа оборотов n1, n2, и крутящие моменты M1, M2, по которым определяют характеристики испытуемых объектов. Если испытывают по этой схеме детали, узлы или системы АКПП, то измеряют и другие величины (давления в различных точках, температуру рабочей жидкости и т.д.)

При испытаниях измеряют обычно величины n1, n2 и М2 . Крутящий момент M1 определить в такой схеме трудно, нужно установить специальный датчик, что потребует переделки ряда деталей АКПП.

Испытания по схемам рис. 2 и рис. 3 ведутся, как правило, на установившихся режимах (устанавливают определенный режим, производят измерения, устанавливают другой режим, производят измерения, и т.д.).

Неустановившиеся режимы для автомобильных АКПП характерны, в основном, для процессов разгона автомобиля, замедления автомобиля, переключения передач. При исследовании этих процессов записывают на осциллографе изменения показателей режима по времени. Испытания на неустановившихся режимах проводят на инерционном стенде путем разгона двигателем 1, через испытуемый объект 2, инерционной массы (маховика) 3, момент инерции которой подбирается равный моменту инерции автомобиля, приведенному к выходному валу АКПП (гидротрансформатор). Тормозом 4 можно дополнительно нагружать выходной вал АКПП, имитируя движение автомобиля на подъемах, сопротивление качению автомобиля и сопротивление воздуха. Далее будут рассмотрены два варианта инерционного стенда.

При испытаниях на инерционном стенде постоянно меняется передаточное отношение - отношение числа оборотов выходного вала гидротрансформатора к числу оборотов его входного вала. Если требуется проводить испытания при постоянном значении передаточного отношения, то можно использовать стенд с замкнутым контуром. В этом случае выходной вал гидротрансформатора 5 связан со своим входным валом через кинематически жесткую цепь, состоящую из зубчатых редукторов 2, 3, 4, что обеспечивает постоянство передаточного отношения.

Из рассмотрения схем стендов видно, что основным силовым оборудованием являются двигатели, тормоза, инерционные стенды и стенд с замкнутым контуром.

2.8 Двигатели

В качестве приводных двигателей используются двигатели внутреннего сгорания (ДВС), с которыми АКПП работают на автомобилях, или электромашинные динамометры. ДВС применяются в тех случаях, когда надо учесть специфику автомобильного двигателя (например, реальный темп изменения числа оборотов двигателя при разгоне автомобиля). Если же определяют характеристики испытуемых агрегатов путем измерений каких-либо показателей при различных установившихся режимах их работы (например, определение характеристик гидротрансформатора), то используют электромашинные динамометры.

Электромашинным динамометром (электродинамометром) называют обратимую электрическую машину (двигатель-генератор), корпус которой подвешен балансирно и опирается на весовое устройство, регистрирующее реактивный крутящий момент на корпусе динамометра, равный по величине крутящему моменту на валу динамометра и, следовательно, крутящему моменту на валу испытуемого агрегата. Используют преимущественно электродинамометры постоянного тока. Они питаются от специальных преобразовательных агрегатов, работающих по схеме Леонардо и состоящих из электродвигателя переменного тока, работающего от сети промышленного тока, генератора постоянного тока и генератора возбуждения. Преобразовательный агрегат имеет значительные размеры, так как мощности первых двух его машин примерно равны мощности самого электродинамометра. Мощности же самих используемых электродинамометров в приведенных схемах испытаний должны быть примерно равны мощности автомобильных двигателей, с которыми работают испытуемые АКПП (гидротрансформаторы). Помимо электродинамометров для испытаний гидротрансформатора и АКПП в сборе необходимы электродинамометры меньшей мощности для испытаний и доводки узлов АКПП (насосов питания, центробежных регуляторов, фрикционных узлов и др.).

2.9 Тормоза

В качестве тормозного испытательного оборудования применяются электродинамометры и гидравлические тормоза, однако, те и другие не могут развивать больших крутящих моментов при малых оборотах, в то время как именно при этих оборотах для испытаний АКПП требуются максимальные крутящие моменты, поэтому распространение получили индукторные тормоза (рис.3).


Рис. 3 Индукторный тормоз

2.10 Дополнительное оборудование

Описанное выше оборудование можно назвать основным оборудованием. Для проведения испытаний и доводки АКПП необходимо еще и дополнительное оборудование, к которому можно отнести:

насосные установки для поддержания постоянного давления на входе в гидротрансформаторе при его испытании, а также для различных проверок на герметичность; оценок количества утечек (где они неизбежны);

теплообменники для поддержания заданных температур в объектах испытаний и в НЕС, если они используются как, приводные двигатели;

системы подачи топлива к ДВС, используемым в качестве приводных двигателей;

стойки и приспособления для установки на стенды объектов испытаний;

устройства для соединения объектов испытаний с приводным двигателем и тормозом.

2.11 Измерительная аппаратура

К измерительной аппаратуре относятся тахометрические, динамометрические, термометрические, барометрические, флоуметрические и другие устройства для измерения и записи соответственно чисел оборотов и крутящих моментов, температуры, давлений, расходов жидкости и других показателей рабочих процессов.

К измерительному оборудованию относят также:

устройства для фиксации перемещений и деформаций деталей и напряжений в них;

весовые устройства электродинамометров и тормозов, фиксирующие величины крутящих моментов при установившихся режимах работы объектов испытаний;

датчики крутящего момента, фиксирующие изменение крутящего момента по времени на неустановившихся режимах работы объектов испытаний;

шлейфовые осциллографы, осуществляющие запись изменений по времени величин, измеряемых в процессе испытаний;

устройства и приспособления для тарировок измерительной аппаратуры.

2.12 Испытания и доводка узлов АКПП

Определение характеристик гидротрансформаторов.

Ряд узлов АКПП возможно и целесообразно испытывать и доводить до испытаний АКПП в сборе. К таким узлам относятся гидротрансформатор, муфты свободного хода, насосы питания, центробежные регуляторы, уплотнения, панели гидравлических систем управления.

Для испытаний отдельно взятых узлов применяются специальные приспособления, имитирующие работу испытуемого узла или элемента в АКПП и проводятся испытания (обычно ускоренные) в объемах, соответствующих всему предполагаемому сроку службы АКПП.

2.13 Испытания и доводка систем АКПП

Баланс расходов рабочей жидкости.

Все системы АКПП (питания, управления, охлаждения и смазки) тесно связаны между собой.

Система охлаждения проверяется фактически только на автомобиле, так как ее эффективность определяется не столько характеристикой теплообменника, сколько местом его расположения на автомобиле. Установка теплообменника в месте интенсивного обдува воздухом может оказаться эффективнее увеличения в несколько раз числа секций теплообменника.

Доводка систем питания, управления и смазки начинается фактически с этапа сборки для испытаний новой или модернизированной АКПП, когда определяются утечки из отдельных узлов.

На работу всех систем влияет обеспеченность их рабочей жидкостью, находящейся под нужным давлением. Это делает необходимым определение баланса расходов рабочей жидкости в АКПП при различных условиях ее работы, что позволяет оценивать рациональность распределения рабочей жидкости по всем ее потребителям внутри АКПП и определять, в частности, количество рабочей жидкости, участвующей в работе системы управления при переключении передач.

2.14 Испытания АКПП в сборе (подбор материалов для фрикционных узлов, испытания АКПП на надежность)

Можно выделять несколько видов испытаний АКПП в сборе:

испытания узлов и систем в АКПП;

функциональные испытания АКПП в целом;

испытания на надежность и долговечность;

испытания на плавность переключения передач;

испытания силовых агрегатов (АКПП в сборе с двигателем);

испытания АКПП на автомобилях. Все эти виды испытаний взаимно дополняют друг друга. Режимы и особенности работы элементов АКПП, отмеченные в одних испытаниях, используются для форсированного воспроизведения в других испытаниях.

В первом из перечисленных случаев АКПП в сборе используются как приспособления, обеспечивающие испытуемым узлам реальные условия их работы в АКПП. К таким случаям можно отнести испытания в АКПП деталей и некоторых узлов - например, зубчатых механизмов, исполнительных механизмов системы управления АКПП, а также испытания по определению характеристик фрикционных узлов. При испытаниях АКПП, как единого целого, определяют и доводят до необходимых значении показатели, характеризующие функциональные особенности АКПП: определяют баланс рабочей жидкости, достаточность системы смазки, режимы переключения передач и удовлетворительность самих процессов переключения (отсутствие разрывов в передаче мощности и отсутствие перекрытий передач, ведущих к пробуксовкам).

Только испытаниями АКПП в сборе проверяется их приспособленность к работе при повышенной температуре масла и при отрицательных температурах.

При испытаниях АКПП на автомобилях (или испытаниях автомобилей с АКПП) определяются наиболее целесообразные режимы для стендовых испытании АКПП на надежность и долговечность. Только при испытаниях на автомобилях определяется удовлетворительность или неудовлетворительность, (приемлемость или неприемлемость) переключений передач по их плавности. Это объясняется тем, что качество переключений неразрывно связано с акустическими свойствами кузова автомобиля и параметрами автомобиля в целом.

2.15 Процессы переключения передач, плавность переключения передач

При работе АКПП на автомобиле передачи переключаются большей частью под нагрузкой. Качество процессов переключения передач во многом определяет качество АКПП в целом и автомобиля с АКПП. Исследования и последующая доводка процессов переключения должны предотвратить возникновение больших динамических нагрузок при переключении передач, обеспечить необходимую плавность хода автомобиля, долговечность фрикционных узлов и всей трансмиссии. Необходимая плавность переключений должна обеспечиваться при любых подачах топлива к двигателю, при любой температуре масла в АКПП, на подъемах и спусках, при любых качествах дорожного покрытия.

В оценке плавности переключений передач играют роль психофизические особенности людей (одному кажется плавным то, что другому кажется неплавным), акустические качества кузова автомобиля и параметры автомобиля в целом. Поэтому для создания методики объективной оценки плавности переключении передач исследовались продольные колебания кузовов легковых автомобилей, были сопоставлены и критически проанализированы различные критерии плавности переключения передач.

2.16 Испытания при низких и высоких температурах

Пригодность АКПП к работе при высоких и низких температурах определяется: свойствами масла, используемого в качестве рабочей жидкости; свойствами фрикционных материалов; тепло- и морозостойкостью неметаллических материалов, используемых в АКПП (в том числе в уплотнениях); рациональным выбором зазоров и допусков в различных сочленениях.

Испытания при низких температурах могут проводиться на автомобилях с АКПП в холодных районах страны после ночных стоянок в зимнее время. Такие испытания сводятся к оценке работоспособности АКПП после пуска двигателя и его разогрева, после которого возможно движение автомобиля. При этом проверяют прочность деталей привода переднего насоса (связанного через гидротрансформатор непосредственно с двигателем) и работоспособность муфт свободного хода коробки передач.

Нормальной эксплуатационной температурой для большинства АКПП можно считать 80-90°С. Температура повышается в тяжелых дорожных условиях (песок, снег) и на затяжных подъемах, обычно температура до 120 или до 15О°С и выше поднимается на короткое время. Для АКПП повышенной температурой рабочей жидкости можно считать такую, которая превышает обычную эксплуатационную температуру на 30-50 °С.

3. Осуществление процесса диагностики автоматических трансмиссий на стенде К-467М

Перед выполнением диагностических работ по автоматическим трансмиссиям автомобиля необходимо проводить испытания на тягово-силовом стенде. Эти испытания позволяют с большой точностью определить причину неисправности, так как рассматривают функционирование АКПП в имитации реальных условий эксплуатации. После модернизации стенда появится возможность задать абсолютно любой режим и цикл режимов нагружений, а также благодаря непосредственному доступу к агрегату в процессе диагностирования позволяет использовать различные методы диагностики, например виброакустический.

Для реализации задания режимов испытаний необходимо обеспечить двухстороннюю связь между управляющей ЭВМ и дроссельной заслонкой системы питания двигателя. Для этого цифровой сигнал от управляющей ЭВМ поступает в ЦАП для преобразования в аналоговый. Аналоговый сигнал, поступающий в преобразователь, служит для управления дроссельной заслонкой, которое осуществляется посредством исполнительного механизма в виде сервопривода. Для обеспечения обратной связи, то есть контроля положения дроссельной заслонки используется датчик, посылающий сигнал обратно в АЦП и из него в ЭВМ.

Для обеспечения легкого доступа к АКПП в процессе диагностирования вдоль установленного стенда изготовлена осмотровая канава. Это позволит использовать инструментальные и органолептические способы оценки состояния АКПП и трансмиссии в целом.

При исправной работе АКПП процесс переключения передач проходит в зависимости от скорости автомобиля, оборотов коленчатого вала двигателя и нагрузки на двигатель. Соответственно, если АКПП не следует алгоритму переключений или эти переключения слишком затянуты во времени, то это свидетельствует о возникшей неисправности.

Примерный график переключений представлен на рисунке 4.


Диапазон корректных переключений передач автоматической трансмиссии лежит в области между зеленым и синим графиком. Красным цветом показаны возможное переключение передач при использовании режима «Кик-Даун».

Исправная работа АКПП сопровождается процессом переключением передач, он зависит от скорости движения автомобиля, времени разгона (пути разгона) и ускорения автомобиля на всех передачах. Теоретически графики этих зависимостей получены при расчете тягового баланса автомобиля. Для получения графиков на тяговом силовом стенде необходимо внести в конструкцию некоторые изменения, которые повлекут за собой изменения в функционировании.

4. Тяговый расчет автомобиля Toyota Mark II

4.1 Построение внешней скоростной характеристики

Наиболее полные сведения о параметрах двигателя дает его внешняя скоростная характеристика. Она представляющая собой зависимость эффективной мощности – Ne, [кВт]; эффективного крутящего момента – Me, [Нм] от частоты вращения коленчатого вала ne, [об/мин], при установившемся режиме работы двигателя и максимальной подаче топлива.

Определение текущего значения эффективной мощности от частоты вращения коленчатого вала двигателя, производится по эмпирической зависимости, предложенной С.Р. Лейдерманом:

, [кВт] (1)

где Nе max=132,4 [кВт] - максимальная эффективная мощность двигателя;

ne - текущая частота вращения, [об/мин];

nN=4800 [об/мин] - частота вращения при максимальной мощности;

коэффициенты а=в=с=1.

Определяем значения наименьшей устойчивой – ne min , и максимальной – ne max, частот вращения коленчатого вала двигателя.

ne min = 0,13 nN =0,134800=624=700 [об/мин],

ne max = 1,2 nN =1,24800=5760=6000 [об/мин].

Полученный диапазон частот вращения коленчатого вала разбиваем на двенадцать значений через интервал в 100 [об/мин].

Для каждого значения ne , с использованием уравнения Лейдермана, определяем значения эффективной мощности двигателя Ne.

Часть мощности двигателя затрачивается на привод вспомогательного оборудования (генератор, насос системы охлаждения двигателя, компрессор, насос гидроусилителя руля и др.), и лишь оставшаяся мощность Ne - мощность нетто, используется для движения автомобиля.

Ne = 0,9Ne, [кВт] (2)

Для расчета графика эффективного крутящего момента используем выражение вида:

, [Нм]. (3)

Часть эффективного крутящего момента двигателя – Me затрачивается на привод навесного вспомогательного оборудования, и лишь оставшаяся его часть, так называемый крутящий момент нетто – Мe, используется для движения автомобиля. Для определения момента нетто воспользуемся выражением:

Мe = 0,9  Мe , [Нм] (4)

Полученные при расчетах данные заносим в таблицу 1.

Таблица 1 – Параметры внешней скоростной характеристики двигателя марки 1JZ-GE

Параметры

Частота вращения коленчатого вала, об/мин

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

Nе , кВт

17,03853148

19,693274

22,39215

25,13148148

27,90759

30,7168

33,55543

36,41981

39,30625

Ne' , кВт

15,33467833

17,723947

20,15294

22,61833333

25,11683

27,64512

30,19989

32,77783

35,37563

Мe , Нм

232,4542509

235,08846

237,6056

240,0056481

242,2886

244,4545

246,5034

248,4351

250,2498

Мe' , Нм

209,2088258

211,57961

213,845

216,0050833

218,0598

220,0091

221,853

223,5916

225,2248

Nе , кВт

42,21108

45,13062

48,0612

50,99913

53,94074

56,88235

59,82028

65,6704

68,57523

Ne' , кВт

37,98997

40,61756

43,25508

45,89922

48,54667

51,19412

53,83825

59,10336

61,71771

Мe , Нм

251,9474

253,5279

254,9914

256,3377

257,567

258,6793

259,6744

261,3135

261,9574

Мe' , Нм

226,7527

228,1751

229,4922

230,704

231,8103

232,8113

233,707

235,1821

235,7616

Nе , кВт

71,46167

74,32605

77,16468

79,97389

82,75

85,48933

88,18821

90,84295

96,00532

Ne' , кВт

64,31551

66,89345

69,44821

71,9765

74,475

76,9404

79,36939

81,75866

86,40479

Мe , Нм

262,4842

262,894

263,1867

263,3623

263,4208

263,3623

263,1867

262,894

261,9574

Мe' , Нм

236,2358

236,6046

236,868

237,0261

237,0788

237,0261

236,868

236,6046

235,7616

Nе , кВт

98,5056

100,947

103,3259

105,6387

107,8815

110,0508

112,1428

114,1539

117,9188

Ne' , кВт

88,65504

90,85233

92,99335

95,07479

97,09333

99,04568

100,9285

102,7385

106,1269

Мe , Нм

261,3135

260,5525

259,6744

258,6793

257,567

256,3377

254,9914

253,5279

250,2498

Мe' , Нм

235,1821

234,4972

233,707

232,8113

231,8103

230,704

229,4922

228,1751

225,2248

Nе , кВт

119,6651

121,3158

122,8672

124,3156

125,6574

126,8889

128,0063

129,006

129,8844

Ne' , кВт

107,6986

109,1842

110,5805

111,8841

113,0917

114,2

115,2057

116,1054

116,896

Мe , Нм

248,4351

246,5034

244,4545

242,2886

240,0056

237,6056

235,0885

232,4543

229,703

Мe' , Нм

223,5916

221,853

220,0091

218,0598

216,0051

213,845

211,5796

209,2088

206,7327

На основе результатов в таблице, строим графики внешней скоростной характеристики двигателя (рис. 5).


Рис. 5 Графики внешней скоростной характеристики

4.2 Тяговый баланс автомобиля

Тяговый баланс автомобиля - это совокупность графиков зависимостей силы тяги на ведущих колесах Fк, [Н] (на различных передачах), а также суммы сил сопротивления качению Ff, [Н] и воздуха Fw, [Н], от скорости движения автомобиля Va, [км/ ч]. Графики сил тяги на колесах автомобиля строим для всех ступеней коробки перемены передач.

Расчет сил тяги на колесах для каждой передачи – Fki производится по формуле:

, [Н] (5)

ТР - коэффициент полезного действия трансмиссии;

UТР - передаточное число трансмиссии;

rк - радиус качения колеса, [м].

КПД трансмиссии автомобиля определяется на основании потерь мощности на трение:

тр = 0,98К 0,97L 0,99M (6)

K - число пар цилиндрических шестерен в трансмиссии автомобиля, через которые передается крутящий момент на i-той передаче;

L - число пар конических или гипоидных шестерен;

M - число карданных шарниров.

Для определения К, L, M необходимо использовать кинематическую схему автомобиля, данные заносим в таблицу 2.

Таблица 2 – КПД трансмиссии

Передачи

K

L

M

тр

I

6

1

3

0,833746017

II

6

1

3

0,833746017

III

0

1

3

0,94119003

IV

6

1

3

0,833746017

Передаточное число трансмиссии автомобиля определяется как произведение:

UТР = UКПП  UРК  UГП (7)

UКПП - передаточное число коробки перемены передач;

UРК - передаточное число раздаточной коробки или делителя;

UГП - передаточное число главной передачи.

Для определения этих значений также воспользуемся кинематической схемой автомобиля, полученные значения занесем в таблицу 3.

Таблица 3 – Передаточное число трансмиссии

UКПП

UРК

UГП

UТР

I

2,804

1

4

11,216

II

1,531

6,124

III

1

4

IV

0,705

2,82

При расчетах радиусов качения колес, в качестве исходных данных, используют статический радиус - rстат При этом следует учитывать, что радиус качения rк обычно несколько больше статического и определяется индивидуально для диагональных и радиальных шин. На автомобиле ГАЗ -3307 установлены радиальные шины, поэтому радиус качения колеса рассчитываем по следующей формуле:

rк = 1,04  rстат, [м]; (8)

rстат = 0,31

rк = 1,04  0,31 = 0,3224 [м]

При расчетах зависимостей силы тяги на колесах автомобиля крутящий момент двигателя нетто - Мé берем из таблицы 1.

Также для построения графика нам необходимо рассчитать скорость движения автомобиля на каждой передачи в зависимости от оборотов двигателя.

, [км/ ч] (9)

Далее определяем силы сопротивления качению колес автомобиля по дорожному покрытию, используя выражение:

, [Н] (10)

ma = 1650 [кг] - масса полностью загруженного автомобиля;

g = 9,81 [м/с2] - ускорение свободного падения;

f - коэффициент сопротивления качению автомобильного колеса.

Величина коэффициента сопротивления качению колеса – f, зависит от скорости автомобиля. Для его определения используют выражение, предложенное Б.С. Фалькевичем:

(11)

Коэффициент сопротивления качению колеса автомобиля рассчитываем для двух типов дорог с асфальтобетонным покрытием и для грунтовой дороги.

f 0 = 0,018- коэффициент сопротивления качению колес автомобиля по асфальтобетону;

f0 = 0,03 - коэффициент сопротивления качению колес автомобиля по грунтовой дороге.

Для расчета действующей на автомобиль силы сопротивления воздуха воспользуемся выражением вида:

, [Н] (12)

Кв – коэффициент обтекаемости формы автомобиля;

Sx–площадь проекции автомобиля на плоскость перпендикулярную продольной оси, [м2].

При известном значении безразмерного коэффициента аэродинамического сопротивления Сх = 0,3 можно легко определить значение коэффициента обтекаемости Кв по выражению, предложенному академиком Е.А. Чудаковым:

Кв = 0,5  Сх   в, [кг/м3] (13)

в = 1,225 , [кг/м3] – плотность воздуха.

Кв = 0,5  0,3  1,225 = 0,18375 [кг/м3]

Для нахождения площади Миделя автомобиля Sx воспользуемся выражением:

Sx = 0,78  Ва  Н, [м2] (14)

Ва = 1,495 [м] – колея передних колес

Н = 1,75 [м] - высота автомобиля.

Sx =1,495  1,75 = 2,040675 [м2]

Значение максимального значения скорости - Va max выбираем таким, чтобы оно было примерно на 10% больше наибольшего значения скорости, определенного для высшей передачи.

Рассчитанные значения сил сопротивления движению заносим в таблицу 4.

Таблица 4 – Значения сил сопротивления движению

Параметры

Скорость движения автомобиля, км/ч

0

10

20

30

40

50

60

70

80

f асф.

0,018

0,01809

0,01836

0,01881

0,01944

0,02025

0,02124

0,02241

0,02376

f грунт.

0,03

0,03015

0,0306

0,03135

0,0324

0,03375

0,0354

0,03735

0,0396

Ff асф, [H]

294,0057

295,4757

299,885814

307,236

317,5262

330,7564

346,9267

366,0371

388,0875

Ff грунт., [H]

490,0095

492,4595

499,80969

512,0599

529,2103

551,2607

578,2112

610,0618

646,8125

Fw, [H]

0

2,893318

11,57327257

26,03986

46,29309

72,33295

104,1595

141,7726

185,1724

Fw+Ff асф., [H]

294,0057

298,369

311,4590866

333,2758

363,8192

403,0894

451,0862

507,8097

573,2599

Fw+Ff грунт., [H]

490,0095

495,3529

511,3829626

538,0998

575,5034

623,5936

682,3707

751,8344

831,9849

f асф.

0,02529

0,027

0,02889

0,03096

0,03321

0,03564

0,03825

0,04104

0,04401

f грунт.

0,04215

0,045

0,04815

0,0516

0,05535

0,0594

0,06375

0,0684

0,07335

Ff асф, [H]

413,078

441,0086

471,8791

505,6898

542,4405

582,1313

624,7621

670,333

718,8439

Ff грунт., [H]

688,4633

735,0143

786,4652

842,8163

904,0675

970,2188

1041,27

1117,222

1198,073

Fw, [H]

234,3588

289,3318

350,0915

416,6378

488,9708

567,0904

650,9966

740,6894

836,1689

Fw+Ff асф., [H]

647,4368

730,3404

821,9706

922,3276

1031,411

1149,222

1275,759

1411,022

1555,013

Fw+Ff грунт., [H]

922,8221

1024,346

1136,557

1259,454

1393,038

1537,309

1692,267

1857,911

2034,242

f асф.

0,04716

0,05049

0,054

0,05769

0,06156

0,06561

0,06984

0,07425

0,07884

f грунт.

0,0786

0,08415

0,09

0,09615

0,1026

0,10935

0,1164

0,12375

0,1314

Ff асф, [H]

770,2949

824,686

882,0171

942,2883

1005,499

1071,651

1140,742

1212,774

1287,745

Ff грунт., [H]

1283,825

1374,477

1470,029

1570,48

1675,832

1786,085

1901,237

2021,289

2146,242

Fw, [H]

937,4351

1044,488

1157,327

1275,953

1400,366

1530,565

1666,551

1808,324

1955,883

Fw+Ff асф., [H]

1707,73

1869,174

2039,344

2218,242

2405,865

2602,216

2807,293

3021,097

3243,628

Fw+Ff грунт., [H]

2221,26

2418,964

2627,356

2846,434

3076,198

3316,65

3567,788

3829,613

4102,125

График тягового баланса (рис. 5).


Рис. 5 График тягового баланса

4.3 Динамический фактор автомобиля

Динамический фактор автомобиля представляет собой совокупность динамических характеристик, номограммы нагрузок автомобиля и графика контроля буксования его колес. Динамический фактор автомобиля дает представление о динамических свойствах автомобиля при заданных дорожных условиях и нагрузке автомобиля.

Динамическая характеристика - это зависимость динамического фактора автомобиля с полной нагрузкой от скорости его движения Di = f(Va). Графики динамического фактора строят для тех же условий движения, что и графики тягового баланса, т.е. для каждой передачи i. Динамическим фактором D автомобиля называется отношение разности силы тяги и силы сопротивления воздуха к весу автомобиля:

(15)

На графике динамической характеристики показываем также зависимость суммарного коэффициента сопротивления дороги  = f(Va), который в случае разгона автомобиля на ровной, горизонтальной поверхности дороги численно равен коэффициенту сопротивления качению:

  • = f + tg, (16)

где  - угол подъема дороги.

Суммарный коэффициент сопротивления дороги в нашем случае равен коэффициенту сопротивления качения.

Полученные при расчетах динамического фактора автомобиля данные заносим в таблицу 5.

Таблица 5 – Параметры динамического фактора автомобиля на 1,2,3,4-ой передачах

Передачи

Параметры

Частота вращения коленчатого вала, об/мин

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

I

Vа , км/ч

7,5857133

8,669387

9,753059914

10,83673

11,92041

13,00408

14,08775

15,17143

Fw, H

1,6649034

2,174568

2,752187225

3,397762

4,111292

4,892777

5,742218

6,659614

Di

0,3714106

0,375589

0,379577024

0,383373

0,386978

0,390392

0,393615

0,396646

II

Vа , км/ч

13,893103

15,87783

17,86256042

19,84729

21,83202

23,81675

25,80148

27,78621

Fw, H

5,5846334

7,294215

9,231741002

11,39721

13,79063

16,41198

19,26129

22,33853

Di

0,2025061

0,2047

0,206778024

0,20874

0,210586

0,212315

0,213928

0,215426

III

Vа , км/ч

21,27034

24,30896

27,34758

30,3862

33,42482

36,46344

39,50206

42,54068

Fw, H

13,090163

17,09736

21,63884087

26,71462

32,32469

38,46905

45,14771

52,36065

Di

0,1487667

0,150216

0,151557847

0,152791

0,153917

0,154934

0,155844

0,156645

IV

Vа , км/ч

30,170695

34,48079

38,79089362

43,10099

47,41109

51,72119

56,03129

60,34139

Fw, H

26,337031

34,39939

43,53672526

53,74904

65,03634

77,39862

90,83588

105,3481

Di

0,0917957

0,092361

0,092812638

0,093152

0,093378

0,093492

0,093492

0,09338

I

Vа , км/ч

16,2551

17,33877

18,42245

19,50612

20,58979

21,67347

22,75714

23,84081

Fw, H

7,644965

8,698271

9,819532

11,00875

12,26592

13,59105

14,98413

16,44517

Di

0,399486

0,402134

0,404592

0,406858

0,408933

0,410816

0,412508

0,414009

II

Vа , км/ч

29,77093

31,75566

33,74039

35,72512

37,70985

39,69458

41,67931

43,66404

Fw, H

25,64373

29,17686

32,93794

36,92696

41,14393

45,58884

50,2617

55,1625

Di

0,216807

0,218072

0,219221

0,220254

0,221171

0,221971

0,222656

0,223224

III

Vа , км/ч

45,5793

48,61792

51,65654

54,69516

57,73378

60,7724

63,81102

66,84964

Fw, H

60,10789

68,38942

77,20525

86,55536

96,43977

106,8585

117,8115

129,2988

Di

0,157338

0,157924

0,158401

0,15877

0,159031

0,159184

0,159229

0,159166

IV

Vа , км/ч

64,65149

68,96159

73,27169

77,58179

81,89189

86,20199

90,51209

94,82218

Fw, H

120,9353

137,5976

155,3347

174,1469

194,034

214,9962

237,0333

260,1454

Di

0,093155

0,092817

0,092366

0,091802

0,091126

0,090337

0,089434

0,088419

I

Vа , км/ч

24,92449

26,00816

27,09183

28,17551

29,25918

30,34285

31,42653

32,5102

Fw, H

17,97416

19,57111

21,23601

22,96887

24,76969

26,63845

28,57518

30,57986

Di

0,415319

0,416438

0,417365

0,418101

0,418645

0,418999

0,419161

0,419132

II

Vа , км/ч

45,64877

47,63349

49,61822

51,60295

53,58768

55,57241

57,55714

59,54187

Fw, H

60,29125

65,64794

71,23257

77,04515

83,08567

89,35414

95,85055

102,5749

Di

0,223676

0,224012

0,224232

0,224336

0,224324

0,224196

0,223951

0,223591

III

Vа , км/ч

69,88826

72,92688

75,9655

79,00412

82,04274

85,08136

88,11998

91,1586

Fw, H

141,3203

153,8762

166,9664

180,5908

194,7496

209,4426

224,6699

240,4316

Di

0,158995

0,158716

0,158329

0,157834

0,157231

0,15652

0,1557

0,154773

IV

Vа , км/ч

99,13228

103,4424

107,7525

112,0626

116,3727

120,6828

124,9929

129,303

Fw, H

284,3324

309,5945

335,9315

363,3435

391,8305

421,3925

452,0295

483,7414

Di

0,087291

0,08605

0,084697

0,08323

0,081651

0,079958

0,078153

0,076235

I

Vа , км/ч

33,59387

34,67755

35,76122

36,84489

37,92857

39,01224

40,09591

41,17959

Fw, H

32,65249

34,79308

37,00163

39,27813

41,62258

44,035

46,51536

49,06368

Di

0,418911

0,4185

0,417897

0,417102

0,416117

0,41494

0,413572

0,412012

II

Vа , км/ч

61,5266

63,51133

65,49605

67,48078

69,46551

71,45024

73,43497

75,4197

Fw, H

109,5272

116,7074

124,1156

131,7518

139,6158

147,7079

156,0278

164,5757

Di

0,223114

0,222521

0,221812

0,220987

0,220046

0,218988

0,217815

0,216525

III

Vа , км/ч

94,19722

97,23584

100,2745

103,3131

106,3517

109,3903

112,4289

115,4676

Fw, H

256,7275

273,5577

290,9222

308,821

327,2541

346,2215

365,7231

385,7591

Di

0,153738

0,152594

0,151343

0,149983

0,148516

0,14694

0,145257

0,143465

IV

Vа , км/ч

133,6131

137,9232

142,2333

146,5434

150,8535

155,1636

159,4737

163,7838

Fw, H

516,5283

550,3902

585,3271

621,3389

658,4258

696,5876

735,8244

776,1362

Di

0,074204

0,072061

0,069804

0,067435

0,064952

0,062357

0,059649

0,056828

I

Vа , км/ч

42,26326

43,34693

44,43061

45,51428

46,59795

47,68163

48,7653

49,84897

Fw, H

51,67996

54,36419

57,11638

59,93652

62,82462

65,78067

68,80468

71,89664

Di

0,410262

0,40832

0,406187

0,403862

0,401347

0,39864

0,395741

0,392652

II

Vа , км/ч

77,40443

79,38916

81,37389

83,35862

85,34334

87,32807

89,3128

91,29753

Fw, H

173,3516

182,3554

191,5871

201,0468

210,7344

220,65

230,7935

241,165

Di

0,21512

0,213598

0,21196

0,210206

0,208336

0,206349

0,204247

0,202029

III

Vа , км/ч

118,5062

121,5448

124,5834

127,622

130,6607

133,6993

136,7379

139,7765

Fw, H

406,3293

427,4339

449,0727

471,2459

493,9533

517,195

540,971

565,2813

Di

0,141565

0,139558

0,137442

0,135218

0,132886

0,130446

0,127898

0,125242

IV

Vа , км/ч

168,0939

172,404

176,7141

181,0242

185,3343

189,6444

193,9545

198,2646

Fw, H

817,523

859,9847

903,5214

948,1331

993,8198

1040,581

1088,418

1137,33

Di

0,053895

0,050848

0,047689

0,044416

0,041031

0,037533

0,033922

0,030199

График динамического фактора показан на рисунке 6.


Рис. 6 Динамический

4.4 Характеристика ускорений автомобиля

Характеристика ускорений - это зависимость ускорений автомобиля от скорости ja i = f(Va), [м/с2], при его разгоне на каждой передаче.

Указанные зависимости строим для случая разгона полностью загруженного автомобиля, на ровной горизонтальной дороге с асфальтобетонным покрытием. Величину ускорений при разгоне автомобилей рассчитываем из выражения:

, [м/с2] (17)

 - коэффициент суммарного дорожного сопротивления движения автомобиля по асфальтобетонному покрытию ( = f );

вр – коэффициент, учитывающий инерцию вращающихся масс при разгоне автомобиля.

Коэффициент вр рассчитываем по формуле:

(18)

Jм = 0,55 [кг/м2] - момент инерции маховика и разгоняющихся деталей двигателя;

Jк = 0,942 [кг/м2] - момент инерции колеса автомобиля;

n = 4 - общее число колес автомобиля.

Значения коэффициента вр и ускорений при разгоне автомобиля рассчитываем для каждой передачи в КПП. Полученные при расчетах значения заносим в таблицу 6.

Таблица 6 – Значения ускорений, действующих при разгоне автомобиля

Передачи

Параметры

Частота вращения коленчатого вала, об/мин

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

I

Vа , км/ч

7,5857133

8,669387

9,753059914

10,83673

11,92041

13,00408

14,08775

15,17143

Di

0,3714106

0,375589

0,379577024

0,383373

0,386978

0,390392

0,393615

0,396646

ψ1

0,0180518

0,018068

0,01808561

0,018106

0,018128

0,018152

0,018179

0,018207

Di - ψ1

0,3533588

0,357522

0,361491414

0,365268

0,36885

0,37224

0,375436

0,378439

ja i , м/с2

2,5580815

2,588219

2,616955936

2,644293

2,67023

2,694768

2,717905

2,739642

II

Vа , км/ч

13,893103

15,87783

17,86256042

19,84729

21,83202

23,81675

25,80148

27,78621

Di

0,2025061

0,2047

0,206778024

0,20874

0,210586

0,212315

0,213928

0,215426

ψ1

0,0181737

0,018227

0,018287164

0,018355

0,018429

0,018511

0,018599

0,018695

Di - ψ1

0,1843323

0,186473

0,18849086

0,190385

0,192157

0,193805

0,195329

0,196731

ja i , м/с2

1,6129063

1,631639

1,649293242

1,66587

1,681368

1,695788

1,70913

1,721394

III

Vа , км/ч

21,27034

24,30896

27,34758

30,3862

33,42482

36,46344

39,50206

42,54068

Di

0,1487667

0,150216

0,151557847

0,152791

0,153917

0,154934

0,155844

0,156645

ψ1

0,0184072

0,018532

0,018673101

0,018831

0,019005

0,019197

0,019404

0,019629

Di - ψ1

0,1303595

0,131684

0,132884746

0,13396

0,134911

0,135738

0,136439

0,137016

ja i , м/с2

1,1955781

1,20773

1,218737974

1,228603

1,237325

1,244903

1,251338

1,25663

IV

Vа , км/ч

30,170695

34,48079

38,79089362

43,10099

47,41109

51,72119

56,03129

60,34139

Di

0,0917957

0,092361

0,092812638

0,093152

0,093378

0,093492

0,093492

0,09338

ψ1

0,0188192

0,01907

0,01935426

0,019672

0,020023

0,020408

0,020826

0,021277

Di - ψ1

0,0729764

0,073291

0,073458378

0,07348

0,073355

0,073084

0,072667

0,072103

ja i , м/с2

0,6864872

0,689442

0,691020821

0,691223

0,69005

0,6875

0,683574

0,678271

Продолжение таблицы 6

Передачи

Параметры

Частота вращения коленчатого вала, об/мин

1500

1600

1700

1800

1900

2000

2100

2200

I

Vа , км/ч

16,2551

17,33877

18,42245

19,50612

20,58979

21,67347

22,75714

23,84081

Di

0,399486

0,402134

0,404592

0,406858

0,408933

0,410816

0,412508

0,414009

ψ1

0,018238

0,018271

0,018305

0,018342

0,018382

0,018423

0,018466

0,018512

Di - ψ1

0,381248

0,383864

0,386286

0,388515

0,390551

0,392393

0,394042

0,395498

ja i , м/с2

2,759979

2,778917

2,796454

2,812591

2,827328

2,840666

2,852603

2,86314

II

Vа , км/ч

29,77093

31,75566

33,74039

35,72512

37,70985

39,69458

41,67931

43,66404

Di

0,216807

0,218072

0,219221

0,220254

0,221171

0,221971

0,222656

0,223224

ψ1

0,018798

0,018908

0,019025

0,019149

0,01928

0,019418

0,019563

0,019716

Di - ψ1

0,198009

0,199165

0,200196

0,201105

0,201891

0,202553

0,203092

0,203508

ja i , м/с2

1,73258

1,742688

1,751717

1,759669

1,766542

1,772338

1,777055

1,780694

III

Vа , км/ч

45,5793

48,61792

51,65654

54,69516

57,73378

60,7724

63,81102

66,84964

Di

0,157338

0,157924

0,158401

0,15877

0,159031

0,159184

0,159229

0,159166

ψ1

0,01987

0,020127

0,020402

0,020692

0,021

0,021324

0,021665

0,022022

Di - ψ1

0,137469

0,137796

0,137999

0,138078

0,138031

0,13786

0,137565

0,137144

ja i , м/с2

1,260778

1,263783

1,265645

1,266363

1,265939

1,26437

1,261659

1,257804

IV

Vа , км/ч

64,65149

68,96159

73,27169

77,58179

81,89189

86,20199

90,51209

94,82218

Di

0,093155

0,092817

0,092366

0,091802

0,091126

0,090337

0,089434

0,088419

ψ1

0,021762

0,02228

0,022832

0,023417

0,024036

0,024688

0,025373

0,026092

Di - ψ1

0,071393

0,070537

0,069534

0,068385

0,06709

0,065649

0,064061

0,062327

ja i , м/с2

0,671593

0,663538

0,654107

0,6433

0,631116

0,617556

0,602621

0,586309

Передачи

Параметры

Частота вращения коленчатого вала, об/мин

2300

2400

2500

2600

2700

2800

2900

3000

I

Vа , км/ч

24,92449

26,00816

27,09183

28,17551

29,25918

30,34285

31,42653

32,5102

Di

0,415319

0,416438

0,417365

0,418101

0,418645

0,418999

0,419161

0,419132

ψ1

0,018559

0,018609

0,018661

0,018714

0,01877

0,018829

0,018889

0,018951

Di - ψ1

0,39676

0,397829

0,398704

0,399386

0,399875

0,40017

0,400272

0,40018

ja i , м/с2

2,872278

2,880015

2,886352

2,89129

2,894827

2,896964

2,897702

2,897039

II

Vа , км/ч

45,64877

47,63349

49,61822

51,60295

53,58768

55,57241

57,55714

59,54187

Di

0,223676

0,224012

0,224232

0,224336

0,224324

0,224196

0,223951

0,223591

ψ1

0,019875

0,020042

0,020216

0,020397

0,020584

0,020779

0,020982

0,021191

Di - ψ1

0,203801

0,20397

0,204017

0,20394

0,20374

0,203416

0,20297

0,2024

ja i , м/с2

1,783255

1,784738

1,785143

1,78447

1,782719

1,77989

1,775982

1,770997

III

Vа , км/ч

69,88826

72,92688

75,9655

79,00412

82,04274

85,08136

88,11998

91,1586

Di

0,158995

0,158716

0,158329

0,157834

0,157231

0,15652

0,1557

0,154773

ψ1

0,022396

0,022786

0,023194

0,023617

0,024058

0,024515

0,024989

0,025479

Di - ψ1

0,136599

0,13593

0,135135

0,134216

0,133173

0,132005

0,130712

0,129294

ja i , м/с2

1,252806

1,246665

1,23938

1,230952

1,22138

1,210666

1,198808

1,185806

IV

Vа , км/ч

99,13228

103,4424

107,7525

112,0626

116,3727

120,6828

124,9929

129,303

Di

0,087291

0,08605

0,084697

0,08323

0,081651

0,079958

0,078153

0,076235

ψ1

0,026844

0,02763

0,02845

0,029302

0,030188

0,031108

0,032061

0,033047

Di - ψ1

0,060447

0,05842

0,056247

0,053928

0,051462

0,048851

0,046092

0,043188

ja i , м/с2

0,56862

0,549556

0,529115

0,507298

0,484105

0,459535

0,43359

0,406268

Продолжение таблицы 6

Передачи

Параметры

Частота вращения коленчатого вала, об/мин

3100

3200

3300

3400

3500

3600

3700

3800

I

Vа , км/ч

33,59387

34,67755

35,76122

36,84489

37,92857

39,01224

40,09591

41,17959

Di

0,418911

0,4185

0,417897

0,417102

0,416117

0,41494

0,413572

0,412012

ψ1

0,019016

0,019082

0,019151

0,019222

0,019295

0,01937

0,019447

0,019526

Di - ψ1

0,399896

0,399417

0,398746

0,39788

0,396822

0,39557

0,394125

0,392486

ja i , м/с2

2,894976

2,891514

2,886651

2,880388

2,872726

2,863663

2,853201

2,841338

II

Vа , км/ч

61,5266

63,51133

65,49605

67,48078

69,46551

71,45024

73,43497

75,4197

Di

0,223114

0,222521

0,221812

0,220987

0,220046

0,218988

0,217815

0,216525

ψ1

0,021407

0,02163

0,021861

0,022098

0,022343

0,022595

0,022853

0,023119

Di - ψ1

0,201707

0,200891

0,199951

0,198889

0,197703

0,196394

0,194962

0,193406

ja i , м/с2

1,764933

1,757791

1,749572

1,740274

1,729898

1,718444

1,705912

1,692301

III

Vа , км/ч

94,19722

97,23584

100,2745

103,3131

106,3517

109,3903

112,4289

115,4676

Di

0,153738

0,152594

0,151343

0,149983

0,148516

0,14694

0,145257

0,143465

ψ1

0,025986

0,026509

0,027049

0,027606

0,02818

0,02877

0,029376

0,029999

Di - ψ1

0,127752

0,126085

0,124293

0,122377

0,120336

0,118171

0,11588

0,113465

ja i , м/с2

1,171662

1,156374

1,139942

1,122368

1,10365

1,083789

1,062784

1,040636

IV

Vа , км/ч

133,6131

137,9232

142,2333

146,5434

150,8535

155,1636

159,4737

163,7838

Di

0,074204

0,072061

0,069804

0,067435

0,064952

0,062357

0,059649

0,056828

ψ1

0,034067

0,035121

0,036207

0,037327

0,038481

0,039668

0,040889

0,042143

Di - ψ1

0,040137

0,03694

0,033597

0,030107

0,026471

0,022689

0,018761

0,014686

ja i , м/с2

0,37757

0,347496

0,316045

0,283219

0,249016

0,213436

0,176481

0,13815

4.5 Характеристика времени разгона автомобиля

Характеристика разгона представляет собой зависимость времени t = f(Va), [c] разгона полностью загруженного автомобиля, на отрезке ровного горизонтального шоссе с асфальтобетонным покрытием. При определении времени разгона воспользуемся графиком зависимости ja i = f(Va).

Время движения автомобиля, при котором его скорость возрастает на величину Vi, определяется по закону равноускоренного движения:

, [c] (19)

Величину интервала скоростей Vi выбираем равной 5 км/час. При этом ускорение движения автомобиля на интервале скоростей интегрирования равно полусумме ускорений в начале и конце интервала.

Суммарное время разгона автомобиля на заданной передаче от минимальной скорости Va min до максимальной скорости Va max находим суммированием времени разгона на интервалах:

, [c] (20)

q – общее число интервалов.

Время переключения передач принимаем 1 сек., а скорость движения автомобиля – постоянной.

Полученные при расчетах данные заносим в таблицу 8.

Таблица 8 – Значения времени разгона автомобиля

Параметры

Значения

V, [км/ч]

0

5

10

15

20

25

30

35

40

∆Vi, [км/ч]

5

5

5

5

5

5

5

5

5

ji-1, [м/с2]

0

2,49

2,62

2,73

2,82

2,87

2,9

2,89

2,85

ji, [м/с2]

2,49

2,62

2,73

2,82

2,87

2,9

2,89

2,85

2,78

∆t, [с]

1,115573405

0,5435964

0,519211

0,500500501

0,488186

0,481417

0,479754

0,483933

0,493389

t, [с]

0

1,6591698

2,178381

2,678881139

3,167067

3,648484

4,128239

4,612172

5,105561

Продолжение таблицы 8

Параметры

Значения

V, [км/ч]

45

50

55

60

65

70

75

80

85

∆Vi, [км/ч]

5

5

5

5

5

5

5

5

5

ji-1, [м/с2]

2,78

2,69

2,57

2,42

2,22

1,72

1,69

1,66

1,61

ji, [м/с2]

2,69

2,57

2,42

2,22

1,72

1,69

1,66

1,61

1,56

∆t, [с]

0,50782

0,528095

0,556669

0,598659

0,70502

0,814598

0,829187

0,849473

0,876271

t, [с]

5,613381

6,141476

6,698145

7,296804

8,001823

8,816421

9,645608

10,49508

11,37135

V, [км/ч]

90

95

100

105

110

115

120

125

130

∆Vi, [км/ч]

5

5

5

5

5

5

5

5

5

ji-1, [м/с2]

1,56

1,5

1,42

1,36

1,28

1,19

1,1

0,96

0,92

ji, [м/с2]

1,5

1,42

1,36

1,28

1,19

1,1

0,96

0,92

0,87

∆t, [с]

0,907771

0,951294

0,999201

1,052189

1,124606

1,213003

1,348436

1,477541

1,551831

t, [с]

12,27912

13,23042

14,22962

15,28181

16,40641

17,61942

18,96785

20,44539

21,99722

V, [км/ч]

135

140

145

150

155

160

165

170

175

∆Vi, [км/ч]

5

5

5

5

5

5

5

5

5

ji-1, [м/с2]

0,87

0,82

0,77

0,71

0,22

0,17

0,12

0,08

0,02

ji, [м/с2]

0,82

0,77

0,71

0,22

0,17

0,12

0,08

0,02

0

∆t, [с]

1,643655

1,74703

1,876877

2,986858

7,122507

9,578544

13,88889

27,77778

138,8889

t, [с]

23,64088

25,38791

27,26479

30,25164

37,37415

46,9527

60,84158

88,61936

227,5083

Характеристика разгона автомобиля по времени показана на рисунке 7.


Рис. 7 Характеристика времени разгона

5. Конструкторская часть

При диагностировании АТС на тяговом стенде существует проблема неверного определения тяговых качеств из-за наступления момента проскальзывания ведущих колес по поверхности ролика, в момент, когда сила тяги на колесе превосходит силу сцепления шин с поверхностью нагружающего ролика. Не смотря на то, что проскальзывание при проведении испытаний фиксируется оценить реальные тяговые качества автомобиля практически невозможно. На исход испытания также влияет очень большое количество факторов, таких как температурный режим покрышек автомобиля, давление воздуха в шинах и т.д.

В современных стендах определение тяговых качеств осуществляется не с поверхности колеса, а непосредственно с осей колес.

Примером является стенд Dynapack 4022 4WD. Отбор мощности на этом роторном стенде производится непосредственно с осей колес. Отсутствие проскальзываний дает наиболее стабильные результаты замеров, возможность отловить самые тонкие нюансы вплоть до влияния на мощность вязкости моторного масла, что вкупе с наличием дополнительных датчиков – давления/разрежения на впуске, газоанализатора делает этот стенд наилучшим для тонких настроек. Недостаток – то, что снятие колес и установка автомобиля на стенд занимают больше времени — около 1,5 часа.

Чтобы избавится от проблемы проскальзывания колес автомобиля на роликах стенда, нужно обеспечить жесткую связь оси колеса с роликами стенда. Это возможно осуществить с помощью дополнительных опор, на которых будут закреплены валы, соединяющиеся с ведущей осью автомобиля, и цепной передачей с роликами стенда. Валы дополнительных опор должны соединяться с осью колеса через телескопическую муфту для испытания автомобилей с разной колеей ведущих колес. Для подъема и удержания автомобиля в момент испытания в конструкции стенда должно быть предусмотрено подъемное устройство.

Модернизированная схема стенда с отбором мощности непосредственно с осей ведущих колес представлена на рисунке 8.


Рис. 8. Схема модернизированного стенда

Список использованных источников

1. Автоматические коробки передач. - Харитонов С.А.

2. Автоматические коробки передач автомобилей TOYOTA. Том 2. – М.: Автодата – Легион, 2006. – 250с.

3. Автомобильные датчики, реле и переключатели. Литвиненко В.В. Майструк А.П.

4. Быков А.В., Алексеев В.М. Методические указания к выполнению курсовой работы по курсу «Теория эксплуатационных свойств автомобиля» – Улан-Удэ: ВСГТУ, 2005. – 36.

5. Как превратить персональный компьютер в измерительный комплекс. Пер. с фр. / П. Гель. – М.: «ДМК», 1999. – 144с.

6. Техническое описание и инструкция по эксплуатации тягового стенда К467М.

7. Ресурсы Интернет: www.drom.ru.

Похожие работы: