Главная   Приемы вождения   Соревнования   Техника   Карта сайта

Автор: Александр г.Тольятти kav@ba3000.dd.vaz.tlt.ru

Повторюсь, тем более, что я тогда обещал сделать расчеты с "классикой", но забыл... Теперь расчеты топливно-скоростных показателей с автомобилем ВАЗ-2105 с двигателем ВАЗ-2103.

Данные по автомобилю:
ВАЗ-2105
Масса при испытании 1145 кг
Развесовка 54.8 / 45.2
Сх 0.50
Площадь поперечная 1.80 кв.м
Шины ИН-251
Размерность 175/70R13
Момент инерции 0.34
Сопротивление качения 0.0146 / 0.0175
Радиус качения 0.277
КПП 21074
Передаточное число главной пары 3.9

Данные по двигателю:
Объем 1500 куб.см
Максимальная мощность 51.5 кВт (70 л.с.) / 5600 об/мин
Максимальный момент 107 Нм / 3500 об/мин

Внешняя скоростная характеристика:

ne, 1/мин	1000	1500	2000	2500	3000	3500	4000	4500	5000	5500	6000
Ne, квт	8.4	14.3	20.9	27.0	33.0	39.2	45.2	49.5	51.3	51.8	50.3
Me, н*м	80	91	100	103	105	107	108	105	98	90	80

Обороты холостого хода 850 об/мин
Расход на х/х 0.70 кг/ч
Обороты вкл. ЭПХХ 2300 об/мин
Степень сжатия 8.5
Объем ускорительного насоса 0.70 куб.см
Момент инерции 0.012
Плотность топлива 0.750 кг/л
Нагрузочная характеристика:

pe, mпа	ge, г/кВт*ч
0.9	290	313	313	000	000	000	000	000	000	000
0.8	294	297	287	301	303	318	331	000	000	000
0.7	307	301	304	295	292	304	330	337	349	000
0.6	334	310	297	270	303	306	307	316	348	377
0.5	336	326	319	319	322	319	326	337	354	372
0.4	357	342	351	349	353	345	355	368	386	398
0.3	409	387	397	399	405	400	405	423	443	460
0.2	573	489	504	502	503	503	506	537	567	588
0.1	1050	842	812	830	822	812	821	883	946	988
ne,1/мин	1000	1500	2000	2500	3000	3500	4000	4500	5000	5500

Это как раз то, что характеризует КПД двигателя. Каждая цифирь в таблице показывает, сколько грамм топлива уходит на производство одного кВт мощности за час работы при оборотах (ось Х) и нагрузке (ось У). А величина ре(мПа) - прямопропорциональна крутящему моменту.

Сами результаты расчетов:

В этой таблице приведены ускорения (как раз то, о чем вы так упорно спорите) и максимальные преодалеваеиые подъемы по передачам (столбики) и на скоростях (строчки). В таблице первая цифра - ускорение (в м/с*с), вторая (через "-") - подъем (в %)

Va км/ч	1	2	3	4	5
10	2.59-36
15	3.06-44	1.53-18
20	3.23-47	1.74-20	0.89-10
25	3.35-49	1.91-22	1.00-11
30	3.38-49	1.98-23	1.08-12	0.64-7
35	3.17-46	2.03-24	1.16-13	0.69-7	0.47-5
40	2.82-40	2.07-24	1.21-13	0.72-8	0.50-5
45		2.09-25	1.23-14	0.76-8	0.52-6
50		2.11-25	1.24-14	0.79-8	0.53-6
55		2.05-24	1.25-14	0.80-9	0.55-6
60		1.95-23	1.25-14	0.80-9	0.56-6
65		1.81-21	1.24-14	0.79-9	0.56-6
70		1.65-19	1.24-14	0.78-8	0.55-6
75		1.46-17	1.22-13	0.76-8	0.53-6
80			1.20-13	0.75-8	0.52-6
85			1.15-13	0.73-8	0.49-5
90			1.08-12	0.71-8	0.47-5
95			1.00-11	0.68-7	0.44-5
100			0.91-10	0.65-7	0.41-4
105			0.81-9	0.62-7	0.38-4
110			0.71-8	0.58-6	0.35-4
115			0.60-7	0.52-6	0.32-3
120				0.47-5	0.28-3
125				0.40-4	0.24-3
130				0.32-3	0.19-2
135				0.24-3	0.14-1
140				0.16-2	0.08-1
145				0.08-1	0.02-0

Теперь подробнее.
Уважаемый Andrey Blochintsev пишет:
> Дурацкий вопрос ускорение и разгон это не одно и то-же?
> ("щас приду и дам всем разгону" ;-)
> Видимо нужно "для получения максимального ускорения на данной
> передачи нужно быть на оборотах max момента"

Под понятием "разгон" уважаемая Zhеnya Pashkevitch скорее всего имела в виду время разгона с места до 100 км/ч или же до какой-либо другой скорости, не важно, по крайней мере по контексту я так понял. В этом случае она права (не иначе МАДИ). Пример, приведу расчет того же автомобиля с главной парой 4.1:

Va км/ч	1	2	3	4	5
10	2.74-40
15	3.21-48	1.65-19
20	3.38-51	1.88-22	0.98-11
25	3.49-53	2.04-24	1.10-12
30	3.46-52	2.11-25	1.18-13	0.71- 8
35	3.16-47	2.16-26	1.26-14	0.76- 8	0.53- 6
40	2.71-39	2.20-26	1.30-14	0.80- 9	0.56- 6
45		2.22-26	1.32-15	0.84-9	0.58-6
50		2.20-26	1.34-15	0.86- 9	0.60-6
55		2.12-25	1.34-15	0.87- 9	0.61-7
60		1.98-23	1.34-15	0.87- 9	0.62- 7
65		1.81-21	1.34-15	0.86- 9	0.62- 7
70		1.61-19	1.33-15	0.85- 9	0.61- 7
75			1.31-15	0.84- 9	0.59- 6
80			1.26-14	0.82- 9	0.57- 6
85			1.20-13	0.80-9	0.55-6
90			1.11-12	0.78- 8	0.53- 6
95			1.02-11	0.75- 8	0.50- 5
100			0.92-10	0.72- 8	0.48- 5
105			0.81- 9	0.68- 7	0.45- 5
110			0.68- 8	0.63- 7	0.41- 4
115				0.57- 6	0.38- 4
120				0.49- 5	0.34- 4
125				0.42- 5	0.29- 3
130				0.34- 4	0.24- 3
135				0.25- 3	0.18- 2
140				0.16- 2	0.12- 1
145				0.07- 1	0.04- 0

Ускорения получаем больше, но время разгона 0-100 км/ч практически не изменилось. А почему: с парой 3.9 на первой передаче едем до 43.7 км/ч (дальше обороты больше 6000 об/мин), с парой 4.1 до 41.4 км/ч, дальше переключаемя на вторую, а там показатель ускорения всяко меньше (см.таблицы), чем с парой 3.9 на первой передаче. Тоже самое при переходе со второй на третью, в итоге время разгона 0-100 км/ч практически одно и тоже. Да и по теории по другому не может: двигатель один, мощность одна.

Ладно, теория одно, теперь как на практике, и к вопросу максимального момента. Сейчас скажу крамольную мысль, не бейте: где там максимум крутящего момента на каких оборотах на время разгона не влияет, главное какая мощность. Наверно расскажу немного, как проводиться тест на определение времени разгона 0-100 км/ч. Сцепление выжато, включена первая передача, двигатель раскручивается до максимальных оборотов, одновремено бросается педаль сцепления и педаль газа в пол, обороты при этом не сильно падают, потому как в это время пробуксовуют колеса и сцепление (здесь можно немного поиграться педалью сцепления, чтобы меньше буксовали колеса, но это не всегда улучшает время разгона), дальше по тахометру на максимально допустимых оборотах переключаемся на вторую, так как это происходит за 0.2 сек, обороты двигателя упасть не успевают, сцепление опять немного буксует, обороты двигателя немного падают, потом растут опять до максимально допустимых, и на третью. Все, самое главное педаль газа постояно в пол, в момент переключения тоже. Ежели кто захочет попробовать, как переключаться за 0.2 сек: во время разгона на первой передаче тянешь рычаг КП на вторую, передача сама не переключеться, потому как там в КП все нагружено довольно большим моментом, при достижении максимально допустимых оборотов двигателя хороший удар левой ногой по педали сцепления, ногу напедали не задерживать: удар - быстро отпустил, за это время переключиться, тоже самое при переходе на третью, тут главное не попасть опять в первую, а то двигатель может расскрутить до неприличных оборотов (до 10000 об/мин и выше), при мне так помер двигатель Opel Corsa Eco... Да, все это лучше проводить не на своей машине, как-то у Peugeot 306 сцепления так хватило на один замер... На первых 2108, когда ездили на полигон испытывать на время разгона 0-100 км/ч, всегда брали с собой запасную КП, сейчас вроде уже обходяться одной. Во, это я все к тому, что во время всего этого обороты двигателя где-то там на много выше оборотов максимального момента.

Ну ладно. Продолжу про остальные показатели.

Максимальная скорость по передачам:

номер передачи	Va км/ч	ne 1/мин
1	43.7	6000
2	76.3	6000
3	117.7	6000
4	149.2	5586
5	146.5	4493

На 1-3 передачах скорость ограничена по оборотам. Максимальная скорость на 4 передаче. Кстати, пример удачно подобраной трансмиссии: максимальная скорость на оборотах максимальной мощности. Пример не совсем удачный, с главной парой 4.1:

номер передачи	Va км/ч	ne 1/мин
1	41.4	6000
2	72.2	6000
3	111.4	6000
4	148.3	5868
5	147.9	4790

Максимальная скорость ниже.

Времена разгона, сек:

Скорость	Время	Передача
0 - 100	15.3	1
20 - 60	5.5	2
40 - 100	14.2	3
40 - 100	22.2	4
40 - 100	32.6	5
60 - 120	17.9	3
60 - 120	24.9	4
60 - 120	38.2	5

Расходы топлива:

4 передача		5 передача
Va км/ч	Qt л/100	Va л/100	Qt л/100
30	6.18
40	5.58	40	5.14
50	5.94	50	5.11
60	6.22	60	5.50
70	6.72	70	6.10
80	7.28	80	6.52
90	7.77	90	7.18
100	8.40	100	7.81
110	9.35	110	8.55
120	10.42	120	9.49
130	11.98	130	10.86
140	14.05	140	12.63

По городскому циклу: 10.54 л/100км

ВАЗ-2112 имеет сравнительно неплохие показатели мощности, но субъективно, это ощущается не очень. При движении по городу ведь не крутишь двигатель выше 4000 об/мин (как правило), при спокойной езде я и до 3000 об/мин не раскручиваю. А двигатель ВАЗ-2112 в этом диапазоне не тянет. А вот какие обороты должны быть (являются) самыми ездовыми для меня не понятно.... То есть понятно, что износ будет тем меньше, чем меньше обороты. Т.е. чем меньше обороты - тем лучше.

Про обороты, на "классике" на счет "чем меньше обороты - тем лучше" в смысле износа не проходит, на низких оборотах плохо смазываются кулачки распредвала, это мне кто-то из двигателистов сказал. Хотя можно посомневаться...

Но когда совсем мало - нет и "тяги". Опять-же (из вашей таблицы с нагрузочными характеристиками) мне кажется (или тут я уже пальцем в небо?), что max КПД (а значит и min расход топлива) в районе 2500 - 3500.

Давай я еще раз нарисую эту таблицу:

pe, mпа	ge, г/кВт*ч
0.9	290	313	313	000	000	000	000	000	000	000
0.8	294	297	287	301	303	318	331	000	000	000
0.7	307	301	304	295	292	304	330	337	349	000
0.6	334	310	297	270	303	306	307	316	348	377
0.5	336	326	319	319	322	319	326	337	354	372
0.4	357	342	351	349	353	345	355	368	386	398
0.3	409	387	397	399	405	400	405	423	443	460
0.2	573	489	504	502	503	503	506	537	567	588
0.1	1050	842	812	830	822	812	821	883	946	988
ne,1/мин	1000	1500	2000	2500	3000	3500	4000	4500	5000	5500

Проведи линию по самым верхним цифрам внутри таблицы, это 100% открытия дросельной заслонки. Так не ездят :). Теперь еще одна таблица, которую в прошлый раз поленился напечатать:

Va км/ч	ne 1/мин	Ne квт	Naero квт	Pe мпа
10	374	0.61	0.01	0.13
20	749	1.21	0.09	0.13
30	1123	1.96	0.32	0.14
40	1498	2.95	0.76	0.16
50	1872	4.25	1.48	0.18
60	2246	5.93	2.55	0.21
70	2621	8.06	4.06	0.25
80	2995	10.73	6.05	0.29
90	3370	14.00	8.62	0.33
100	3744	17.96	11.82	0.38
110	4118	22.67	15.74	0.44
120	4493	28.21	20.43	0.50
130	4867	34.66	25.98	0.57
140	5242	42.08	32.45	0.64
150	5616	52.08	39.91	0.74
Скорость	Обороты (4-ая передача)	Сколько мощности нужно вообще, чтобы двигаться равномерно	Сколько мощности уходит на аэродинамику	Это то, что в предыдущей таблице по оси Y

Смотрим. Если едем без ускорений на скорости 60 км/ч, то нам нужно 5.93 кВт мощности (3 столбец), обороты двигателя при этом 2246 об/мин, Pe при этом 0.21. Ткни пальцем в первую таблицу и посмотри куда попал. Ge, т.е. удельный расход, не самый лучший, но при максимальном Pe, где Ge намного ниже, двигатель будет вырабатывать 24 кВт мощности, см. следующую таблицу, я ее повторил:

ne, 1/мин	1000	1500	2000	2500	3000	3500	4000	4500	5000	5500	6000
Ne, квт	8.4	14.3	20.9	27.0	33.0	39.2	45.2	49.5	51.3	51.8	50.3
Me, н*м	80	91	100	103	105	107	108	105	98	90	80

В итоге расход будет на много выше, сравни: 6 кВт за 500 г/кВт*ч и 24 кВт за 300 г/кВт*ч (цифры очень округленно). Естественно, что если для равномерного движения нужно 6 кВт мощности, а двигатель вырабатывает 24 кВт, то автомобиль будет ускоряться.

Короче, резюме: для экономии бензина передача как можно выше, скорость как можно ниже, экономичней - если только вообще не заводить двигатель :).

Насчет передачи - в основном верю. А вот про скорость... Где-то я видел понятие "крейссерская скорость" и определялось оно как скорость с минимальным расходом горючего на расстояние (и соответственно максимальной дальностью "автономного" движения или, наоборот, так определялось). Правда, про что это было корабли, самолеты, автомобили - не помню. Но тут этот термин применить тоже можно.

Расход в зависимости от передачи:

4 передача:

Va км/ч	ne 1/мин	Ne кВт	Qt л/100	Gt кг/ч	ge г/кВт*ч	pe мпа
30	1123	1.96	6.18	1.39	709	0.14
40	1498	2.95	5.58	1.68	568	0.16
50	1872	4.25	5.94	2.23	524	0.19
60	2246	5.93	6.22	2.80	472	0.22
70	2621	8.06	6.72	3.53	438	0.25
80	2995	10.73	7.28	4.37	407	0.30
90	3370	14.00	7.77	5.24	374	0.34
100	3744	17.96	8.40	6.30	351	0.40
110	4118	22.67	9.35	7.72	340	0.45
120	4493	28.21	10.42	9.38	332	0.52
130	4867	34.66	11.98	11.68	337	0.59
140	5242	42.08	14.05	14.75	351	0.66

5 передача

Va км/ч	ne 1/мин	Ne кВт	Qt л/100	Gt кг/ч	ge г/кВт*ч	pe мпа
40	1227	2.99	5.14	1.54	516	0.20
50	1533	4.29	5.11	1.92	447	0.23
60	1840	5.98	5.50	2.47	413	0.27
70	2146	8.13	6.10	3.20	394	0.31
80	2453	10.82	6.52	3.91	362	0.36
90	2760	14.11	7.18	4.85	344	0.42
100	3066	18.08	7.81	5.86	324	0.49
110	3373	22.81	8.55	7.05	309	0.56
120	3680	28.38	9.49	8.54	301	0.64
130	3986	34.85	10.86	10.59	304	0.72
140	4293	42.30	12.63	13.26	313	0.81

Исключаем 30 км/ч на 4 передаче и 40 км/ч на 5 (за экстремизм) и получаем именно то, что в резюме. В вышеприведенной таблице Qt - это как раз расход в литрах на 100 км.

Далее, при езде в городе часто приходится и тормозить и разгоняться, а вот тут-то (при разгоне) и нужна мощность больше чем для равномерного движения. А тут уже получается (на глаз, интегрировать табличные данные не особо хочется, так что могу и ошибится), что ее выгодней всего получать от двигателя в районе 2000 - 3000 оборотов, но в районе близкой к максимуму мощности (для этих оборотов). Вероятно эти обороты и являются "рекомендованными" ?

"Выгодней" будет ездить, чем ниже обороты, тем экономичней, но реально ниже 1500 об/мин ездить тоскливо, вот и получается 2000-3000 об/мин. Я так в основном и езжу, когда не тороплюсь, или же нет симпатичной попутчицы ;).