ТОЛЬЯТТИ: +7(937)239-10-07

ИНТЕРНЕТ МАГАЗИН
ТЮНИНГ ЗАПЧАСТЕЙ ВАЗ

33СПОРТ - тюнинг запчасти ВАЗ. Интернет магазин запчастей ВАЗ.


Спецпредложения:
Полуоси усиленные ВАЗ 2101-07 "AVT"Полуоси усиленные ВАЗ 2101-07 "AVT"
11 500 руб.
- + Компл
Топор с лопатой на заднюю дверь, НИВА 21214Топор с лопатой на заднюю дверь, НИВА 21214
4 000 руб.
- + Компл
"Турник 33S""Турник 33S"
2 990 руб.
- + Компл
Понижающий - синхронизированый ряд РКП (3.152 низшая передача ) к-тПонижающий - синхронизированый ряд РКП (3.152 низшая передача ) к-т
17 000 руб.
- + Компл
Доработанная ГБЦ 21126 16 кл Тюнинг (ЧПУ), TM race.Доработанная ГБЦ 21126 16 кл Тюнинг (ЧПУ), TM race.
21 500 руб.

Расчет топливо - скоростных показателей автомобиля ВАЗ-2110 с различными вариантами трансмиссии

Автомобиль движется в результате действия на него различных сил, которые можно разделить на силы, движущие автомобиль и оказывающие сопротивление его движению. Основной движущей силой является сила тяги, приложенная к ведущим колесам. Сила тяги возникает в результате работы двигателя и взаимодействия ведущих колес с дорогой. К силам сопротивления относят силу трения в трансмиссии, силу сопротивления дороги и силу сопротивления воздуха.
Для определения силы тяги используют скоростную характеристику двигателя, т.е. зависимость мощности и крутящего момента от оборотов двигателя. Внешнюю скоростную характеристику двигателя получают при полной нагрузке двигателя, т.е. при полном открытии дроссельной заслонки.

Чем больше максимальная мощность двигателя, тем выше тягово-скоростные свойства автомобиля. Однако их нельзя определять независимо от протекания за­висимости мощности двигателя от его частоты вращения. См. пример График 1 и 2. На этих графиках приведены кривые протекания мощности и крутящего момента в зависимости от оборотов двух двигателей: ВАЗ-2112 (1.5л 16V) и ВАЗ-21124 (1.6л 16V). Мощность и момент - величины зависящие друг от друга. Внешнюю скоростную характеристику двигателя можно представить любой из этих величин, но обычно приводят обе. Формулы, по которой пересчитываются мощность из момента и наоборот, приведены ниже:

Расчет топливо - скоростных показателей автомобиля ВАЗ-2110

где:

ле - обороты вращения коленчатого вала двигателя, об/мин;
Ne - мощность, кВт;
Ме - крутящий момент, Нм.
С правильно подобранной трансмиссией (т.е. оптимальной) максимальная скорость автомобилей с двигателями 2112 и 21124 будет одинаковой (при прочих одинаковых условиях). При этом мощности, которые могут быть использованы для разгона, а, следовательно, и ускорения при разгоне различны: автомобиль с двига­телем 21124 имеет большее ускорение.
Для определения сил сопротивления действующих на автомобиль (сопротивления в трансмиссии, от дороги и воздуха) используют характеристику, называемой кривая использования мощности. Кривая использования мощности - характеристика, описывающая автомобиль с точки зрения потребителя энергии. Она показывает необходимую мощность для движения автомобиля в зависимости от скорости. Т.е. сколько необходимо затратить мощности для движения автомобиля с заданной скоростью (ни двигатель, ни КП в этой характеристики не участвуют). См. пример. График 3.

Так как на постоянной передаче зависимость скорости от оборотов линейная, (см. Диаграммы 1 и 2), то при совмещении графиков 1 и 3 получаем график 4.

Расчет топливо - скоростных показателей автомобиля ВАЗ-2110
График №1

Расчет топливо - скоростных показателей автомобиля ВАЗ-2110
График №2

Рассмотрим равномерное движение со скоростью 100 км/ч. Для движения автомобиля необходимо затратить 14,0 кВт мощности. Эта мощность затрачивается на преодоление сил сопротивления движению, и для движения с этой скоростью двигатель развивает не максимальную мощность для данных оборотов (на V передаче при скорости 100 км/ч обороты двигателя составляют 2894 об/мин), т.е. работает на частичной нагрузке с не полностью открытой дроссельной заслонкой.
С полностью открытой дроссельной заслонкой на этих оборотах двигатель ВАЗ-2112 вырабатывает 36,4 кВт, двигатель ВАЗ-21124 - 41,0 кВт. Разница между необходимой для движения автомобиля мощностью (см. График 4) на заданной скорости (и соответственно на определенных оборотах) и мощностью, которую способен развить двигатель на этих же оборотах, является той мощностью разгоняющей автомобиль. С приведенными двигателями имеем: ВАЗ-2112 - 22,4 кВт и ВАЗ-21124 - 27,0 кВт. Поэтому и ускорения при этом 0,51 м/с2 и 0,63 м/с2 соответственно. Заметим, что максимальная мощность этих двигателей одинаковая.
Из выше написанного можно сделать вывод, что кроме показателя максимальной мощности двигателя важным является протекание мощности во всем диапазоне оборотов. Иногда для удобства представления внешней скоростной характеристики двигателя удобней пользоваться зависимостью крутящего момента от оборотов (см. График 2).
В таблице 1 приведены результаты расчетов скоростных показателей автомобиля ВАЗ-2110 с двигателями ВАЗ-2112 и ВАЗ-21124 (главная пара 3.7).

Таблица 1.

Двигатель

2112

21124

Δ, %

Макс, скорость, км/ч (V перед.)

179,7

179,8

+ 0,1

при оборотах, об/мин

5675

5877


Макс, скорость, км/ч (VI перед.)

177,7

180,0

+ 1,3

при оборотах, об/мин

4840

4902


Время разгона, сек.




0-100 км/ч

12,7

12,0

-5,5

40-100 км/ч (III передача)

12,6

11,2

-11,1

60-120 км/ч (IV передача)

22,2

18,8

-15,3

60-120 км/ч (V передача)

31,7

25,7

-18,9

Ускорения, м/с2




60 км/ч (IV / V передача)

0,78/0,56

0,94/0,69

+20,5 / +23,2
+ 17,1 / +20,4

90 км/ч (IV / V передача)

0,76/0,54

0,89/0,65

+17,1/ +20,4

120 км/ч (IV / V передача)

0,68 / 0,45

0,79/0,56

+16,2/ +24,4

Преод. подъем, % (I пер.,10км/ч)

34

42

+ 10,5


graf-3

График №3

graf-4

График №4

Исходные данные по автомобилю.
Расчеты произведены с автомобилем ВАЗ-2110. Данные этого автомобиля приведены в таблице 2.
Таблица 2.


Автомобиль

ВАЗ-2110

Снаряженная масса, кг

1085

Развесовка, %

59/41

Коэф. аэродин. сопрот.

0.346

Площадь, м2

1,96

Шины:

175/65R14

коэф. Ко(передн)

0,0115

коэф. Ко (задн.)

0,0180

коэф. Rt (передн.)

4977

коэф. Rt (задн.)

6752

радиус качения, м

0,283

Исходные данные по двигателю.
Данные по двигателю приведены в таблице 3.
Двигатель с предложенной характеристикой имеет специфичную область применения (движение на высоких оборотах 4000-6000 об/мин, где реализуются мощностные возможности двигателя). См график внешней скоростной характери­стики.

Таблица 3.


Двигатель


макс, мощность, кВт (л.с.)

73,3 (99,7)

на оборотах, об/мин

5500

макс, момент, Нм

141

на оборотах, об/мин

4500

Анализ двигателя.
Результаты сравнения скоростных показателей автомобиля ВАЗ-2110 с двига­телями "Торгмаш" и ВАЗ-2112 приведены в таблице 4.




Таблица 4.

Двигатель

2112

"Торгмаш"

Δ,%

Макс, скорость, км/ч (V перед.)

179,7

187,0

+ 4,1

при оборотах, об/мин

5675

6113


Макс, скорость, км/ч (VI перед.)

177,7

189,0

+ 6,4

при оборотах, об/мин

4840

51471


Время разгона, сек.




0-100 км/ч

12,7

11,5

-9,4

40-100 км/ч (III передача)

12,6

12,5

-0,8

60-120 км/ч (IV передача)

22,2

22,5

+ 1,4

60-120 км/ч (V передача)

31,7

33,1

+ 4,4

Ускорения, м/с2




60 км/ч (IV / V передача)

0,78/0,56

0,71 /0,51

-9,0/-8,9

90 км/ч (IV / V передача)

0,76/0,54

0,75/0,52

-1,3/-3,7

120 км/ч (IV / V передача)

0,68/0,45

0,71 /0,45

+ 4,4/0

Преод. подъем, % (I пер.,10ш/ч)

34

31

-8,8

Автомобиль ВАЗ-2110 с двигателем "Торгмаш" имеет лучшие показатели по максимальной скорости и времени разгона 0-100 км/ч за счет большей мощности. Но в связи с тем, что двигатель ВАЗ-2112 более "тяговит" (т.е. имеет более высокий крутящий момент) на оборотах до 3500 об/мин, показатели ускорения на IV и V пе­редачах на скоростях до 100-120 км/ч лучше, чем у автомобиля с двигателем "Торг­маш".
Исходные данные по трансмиссии.
Стандартный (базовый) и предложенные к рассмотрению варианты трансмис­сии приведены в таблице 5. Графики с диаграммами переключений представлены ниже.






Таблица 5.


I

II

III

IV

V

VI

База

3,636

1,950

1,357

0,941

0,784


Вариант 4

3,636

2,222

1,538

1,166

0,941 0,784

0,784 0,692

Вариант 5

2,923

1,809

1,275

0,969

Стандартный (базовый) вариант ряд ПЧ трансмиссии автомобилей семейства ВАЗ-2108 и ВАЗ-2110 имеет следующие недостатки, "негармоничный" ряд с боль­шими "разрывами" между I - II и III - IV передача

Внешняя скоростная характеристика

graf-5

График №5

graf-6

График №6

Диаграмма переключения передач. «БАЗА»

graf-7

График №7

graf-8

График №8

Результаты расчетов и анализ трансмиссии.


Вариант 4.1

3,636

2,222

1,538

1,166

0,941

0,784

Расчет с двигателем "Торгмаш".
Предлагаемый ряд передаточных чисел гармоничный, лишен недостатков стандартного (базового) ряда и позволяет более оптимально использовать мощно­стью возможности двигателя за счет более "плотного" ряда передаточных чисел. В диапазонах скоростей 45..70, 85 ...105 и 120.. 140 км/ч с 6-ступенчатой КП достигаются большие значения ускорений, что обеспечивает лучшую динамику. Время разгона 0-100 км/ч уменьшается по сравнению с 'Базой" на 0,4 и 0,5 сек. с главными парами 3,9 и 4,1 соответственно.
Исходя из достижения наибольшей максимальной скорости, рекомендуемое передаточное число главной пары - 3,9; для любителей активной езды - 4,1. С главной парой 3,9 максимальная скорость 191,7 км/ч. С главной парой 4,1 макси­мальная скорость 190,0 км/ч, при этом достигаются наилучшие показатели ускоре­ний и времени разгона, за счет более высоких расходов топлива (расчеты не произ­водились из-за отсутствия необходимых характеристик двигателя). И из-за более высоких оборотов двигателя возможно уменьшение звукового комфорта в салоне автомобиля.
Варианты с главными парами 3,5 и 3,7 не имеют существенного преимущест­ва по скоростным показателям.
Таблица 6.


Главная пара

База 3,9

3,5

3,7

3,9

4,1

Макс, скорость, км/ч (V перед.)

183,8

189,4

187,0

183,8

178,3

при оборотах, об/мин

6384

5848

6113

6384

6500

Макс, скорость, км/ч (VI перед.)

191,7

184,0

189,0

191,7

190,0

при оборотах, об/мин

5549


5147

5549

5773

Время разгона, сек.






0-100 км/ч

11,4

11,4

11,2

11,0

10,9

40-100 км/ч (IV передача)

11,4

11,3

10,4

9,6

9,2

60-120 км/ч (V передача)

20,0

25,2

22,5

20,0

18,3

Ускорения, м/с2






60 км/ч (V / VI передача)

0,79/0,57

0,64 / 0,45

0,71 /051

0,79/0,57

0,86/0,63

90 км/ч (V / VI передача)

0,85/0,59

0,68 / 0,45

0,75/0,52

0,85/0,59

0,93/0,65

120 км/ч (V / VI передача)

0,82 / 0,53

0,63/0,38

0,71 /0,45

0,82 / 0,53

0,90 / 0,60

Преод. подъем, % (I пер.,10ш/ч)

35 28
31

35

38

Примечание:
на IV передаче;
на V передаче;
на III передаче,
на IV передаче;
на IV/V передачах.

С увеличением передаточного числа главной пары с 3,5 до 4,1 повышается динамика автомобиля, одновременно с этим увеличивается расход топлива и повы­шается уровень шума в салоне автомобиля за счет более высоких оборотов двига­теля.
С главной парой 4,1 ряд передаточных чисел трансмиссии будет слишком "плотным". По расчетам и диаграммам сделать вывод о положительной или отрица­тельной оценки этого ряда с различными вариантами главных пар не возможно. Не­обходимо проведение экспертной оценки. Но можно предположить, что найдутся по­требители и этого ряда.

Вариант 4.2

3,636

2,222

1,538

1,166

0,941

0,784


Расчет с двигателем ВАЗ-2112.

Ниже приведены результаты расчетов этого же ряда передаточных чисел трансмиссии двигателем ВАЗ-2112

Главная пара

База 3,7

3,5

3,7

3,9

4,1

Макс, скорость, км/ч (V перед.)

179,7

180,5

179,7

172,7

164,6

при оборотах, об/мин

5675

5572

5875

6000

6000

Макс, скорость, км/ч (VI перед.)

177,7

174,9

177,7

180,2

180,8

при оборотах, об/мин

4840

4500

4840

5217

5493

Время разгона, сек.






0-100 км/ч

12,7

12,5

12,4

12,2

12,3

40-100 км/ч (IV передача)

12,6

17,0

15,6

14,3

13,3

60-120 км/ч (V передача)

22,2

24,2

22,2

20,0

18,5

Ускорения, м/с2






60 км/ч (V / VI передача)

0,78/0,56

0,71 / 0,49

0,78 /056

0,86/0,63

0,92/0,69

90 км/ч (V / VI передача)

0,76/0,54

0,68 / 0,48

0,76/0,54

0,85/0,60

0,93/0,66

120 км/ч (V / VI передача)

0,68 / 0,45

0,62/0,38

0,68 /0,45

0,75 / 0,53

0,80 / 0,59

Преод. подъем, % (I пер.,10ш/ч)

34

31

34

38

41

Примечание:
на IV передаче;
на V передаче;
на III передаче,
на IV передаче;
на IV/V передачах.

Оценка по сравнению с "Базой 3,7":
Главная пара 3,5
+ время разгона 0-100 км/ч на 0,2 сек;
+ расход топлива на постоянных скоростях.
- показатель ускорения на 8,8-15,6% (в зависимости от скорости и передачи).
Главная пара 3,7
+ время разгона 0-100 км/ч на 0,3 сек.
- нет
Главная пара 3,9
+ время разгона 0-100 км/ч на 0,5 сек;
+ показатель ускорения на 10,3-17,8% (в зависимости от скорости и передачи).

  1. расход топлива на постоянных скоростях;
  2. шум в салоне из-за более высоких оборотов двигателя

С увеличением передаточного числа главной пары с 3,5 до 4,1 повышается динамика автомобиля, одновременно с этим увеличивается расход топлива и повы­шается уровень шума в салоне автомобиля за счет более высоких оборотов двига­теля.
С главной парой 4,1 ряд передаточных чисел трансмиссии будет слишком "плотным". По расчетам и диаграммам сделать вывод о положительной или отрица­тельной оценки этого ряда с различными вариантами главных пар не возможно. Не­обходимо проведение экспертной оценки. Но можно предположить, что найдутся по­требители и этого ряда.

Результаты расчетов и анализ трансмиссии.
Вариант 5

3,636

2,222

1,538

1,166

0,941

0,784

Расчет с двигателем "Торгмаш".
Этот ряд передаточных чисел позволяет динамичное движение на скоростях выше 120 км/ч (ралли), где имеется преимущество по сравнению с "базой". Первая передача имеет небольшое передаточное число (2,923), что затрудняет процесс трогания с места и движение на небольшой скорости (минимально устойчивая ско­рость на I передаче около 10 км/ч, "базовый" вариант - 7,5 км/ч). Возможности этой КП с предложенным двигателем полностью не реализуются из-за недостаточной мощности двигателя (необходимая мощность около 100 кВт (136 л.с.)).
Наиболее приемлемое передаточное число главной пары 4,1, так как с этой парой достигаются наибольшие значения ускорений.
Таблица 7

Главная пара

База 3,9

3,5

3,7

3,9

4,1

Макс, скорость, км/ч (V перед.)

183,8

184,0

189,0

191,7

190,0

при оборотах, об/мин

6384

4734

5148

5549

5772 j

Макс, скорость, км/ч (VI перед.)

191,7

188,6

174,8

183,3

188,0

при оборотах, об/мин

5549

5954

4202

4682

5041

Время разгона, сек.






0-100 км/ч

11,4

11,9
15,1

11,7
13,8

11,6
12,5

11,5
11.6

40-100 км/ч (IV передача)

11,4

15,1

13,8

12,5

11,6

60-120 км/ч (V передача)

20,0

38,0

33,1

28,9

26,1

Ускорения, м/с2






60 км/ч (V / VI передача)

0,79/0,57

0,45/0,67

0,51 /0,39

0,57/0,44

0,63/0,49 0,65/0,50

90 км/ч (V / VI передача)

0,85/0,59

0,45/0,71

0,52/0,38

0,59/0,45


120 км/ч (V / VI передача)

0,82 / 0,53

0,38/0,66

0,45 / 0,30

0,53 / 0,37

0,60/0,43

Преод. подъем, % (1пер.,10км/ч)

35

-

21

24

26

Примечание:
на IV передаче;
на V передаче;
на III передаче,
на IV передаче;
на IV/V передачах.

Диаграмма переключения передач. «Вариант 4»

graf-9

graf-10

graf-11

graf-12

Диаграмма переключения передач. «Вариант 5»

graf-13

graf-14

graf-15

График ускорений по передачам. Двигатель «Торгмаш» и ВАЗ – 2112.

graf-16



Возврат к списку




33СПОРТ - интернет магазин тюнинг запчастей ВАЗ