Улучшение топливной экономичности и тягово-скоростных свойств магистрального автопоезда совершенствованием методов и комплексного критерия оценки эксплуатационной эффективности на стадии проектирования и доводки

• Автор: Карабцев, Владимир Сергеевич
• Шифр специальности: 05.05.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Набережные Челны
• Количество страниц: 173 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОБЗОР И АНАЛИЗ МЕТОДОВ ОЦЕНКИ И ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ АВТОМОБИЛЕЙ И АВТОПОЕЗДОВ

1.1. Применяемые единичные показатели

1.2. Комплексные показатели оценки эффективности АТС

1.3. Методы исследований показателей тягово-скоростных свойств и топливной экономичности

Выводы по 1 главе

ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ КОМПЛЕКСНОГО КРИТЕРИЯ ОЦЕНКИ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ АТС

2.1. Комплексный критерий оценки эксплуатационной эффективности

автотранспортного средства

2.2. Математическая модель для расчета силы сопротивления качению шин
2.3. Разработка математической модели потерь в трансмиссии
2.4. Метод определения суммарной силы сопротивления движению и её
составляющих
2.5. Расчетно-экспериментальный метод определения тяговых характеристик
и топливной экономичности
2.6. Метод обоснования характеристик двигателя автопоезда
Выводы по 2 главе
ГЛАВА 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ И РАСЧЕТНО -ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВ АНИЯ
3.1. Инерционные характеристики
3.2. Определение радиуса качения ведущих колес
3.3. Коэффициенты учета вращающихся масс
3.4. Суммарная сила сопротивления движению автопоезда полной массы и её составляющие
3.5. Результаты расчетов
Выводы по 3 главе
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ЭФФЕКТИВНОСТИ
РАЗРАБОТАННЫХ РЕКОМЕНДАЦИЙ
4.1 Испытания серийного и модернизированного автопоездов
4.2 Сравнительные испытания отечественных автопоездов и их зарубежных аналогов
4.3 Испытательное оборудование
Выводы по 4 главе
ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ А

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
а - коэффициент, характеризующий скоростные гидравлические потери в трансмиссии, Н-ч/км;
В — ширина профиля шины, м;
Сх - безразмерный коэффициент сопротивления воздуха;
Р - фронтальная площадь автопоезда;
/ - безразмерный коэффициент сопротивления качению шин;
/о - коэффициент сопротивления качению при V —» 0;
Ст - массовый (осредненный на маршруте) расход топлива, кг/с; д—ускорение свободного падения, м/с2;
- удельный эффективный расход топлива, г/кВт-ч; ни - низшая теплотворная способность топлива, Дж/кг; к - высота уровня масла в агрегате;
- передаточное число главной передачи;
- передаточное число ступени коробки передач;
.} 0 - момент инерции главной передачи и вращающихся с ней деталей трансмиссии, кг-м2;
Jдв - момент инерции двигателя, кг-м';
ВКт, ./ки - моменты инерции колес тягача и прицепа, кг-м2;
Угг - момент инерции трансмиссии, кг-м2; у „ - замедление автотранспортного средства (АТС), м/с2; к{ - коэффициент учета скоростных потерь в шинах;
Ме- крутящий момент двигателя по внешней скоростной характеристике, полученной при испытаниях двигателя на моторном стенде, Н-м;
Меа — величина крутящего момента двигателя по внешней скоростной характеристике, установленного на автомобиль;
Кп - максимальный крутящий момент двигателя, Н-м;
Щр ~ масса перевозимого груза, кг; тп - полная масса АТС, кг;
№дв - мощность двигателя, кВт;
№с - мощность сопротивления движению, кВт (л.с.); п - частота вращения коленчатого вала, мин'1;
Рт - потери на привод вспомогательного оборудования;

грузкой, оцениваемых так называемым «прямым» КПД т]1г в рассмотрение вводится «обратный» КПД 1/г. Последний учитывает потери в трансмиссии при работе двигателя в режиме принудительного холостого хода. Однако, как «прямой», так и «обратный» КПД рассматриваются как величины, не зависящие от скорости движения
Эмпирическая формула для определения потерь мощности Мр в полюсе зацепления предложена И.Н.Корнилаевым [8] и используется П.В.Аксеновым в работе
где а,, /3 , к, ml - экспериментальные коэффициенты, зависящие от типа зубчатого зацепления и вида смазки механизма; Vр - относительная окружная скорость зубчатого колеса в полюсе зацепления, м/с; N - относительный мощностной фактор потока, проходящий через этот полюс. Выражения для определения потерь в трансмиссии, представляющие вариации формул (1.16) и (1.17), можно найти и у других авторов, например [29].
Выполненный обзор перечисленных исследований позволяет отметить многообразие подходов для определения этой составляющей и учета влияния скорости на рост потерь в трансмиссии. Так, формула (1.16) дает линейную зависимость Р1Г от скорости, формула (1.17) - квадратичную, а в формуле (1.18) показатель степени может оказаться дробным числом.
Кроме того, анализ размерностей разработанных формул показывает, что используемые коэффициенты а , сг,, Ь, не имеют строгого физического смысла и названия и вводятся в формулы искусственно для получения нужной размерности. Например, какая физическая величина имеет размерность ч/км и умножается'на силу (Н) в формуле (1.16)? Для того чтобы второе и третье слагаемые в формуле (1.17) имели размерность мощности, коэффициент a t должен иметь размерность силы, а Ь, - размерность силы, деленную на скорость. По сути, в последней формуле неиз-
АТС.
[6]:
(1.18)