 |
|
РАСЧЕТ ТЯГОВО-ДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ АВТОМОБИЛЯ
Построение тяговой характеристики.
Совокупность кривых, графически отражающих зависимость силы тяги на ведущих колесах 
от скорости, построенных для всех ступеней коробки передач. Ведущие колеса автомобиля приводят его в движение в результате возникновения силы тяги 
, которая появляется при положении тягового момента к полуосям ведущих колес: 
где 
сила тяги, Н; 
- тяговый момент Н 
м; r-радиус колеса, м.
Тяговый момент зависит от эффективного крутящего момента 
снимаемого с коленчатого вала двигателя: 
Передаточное число трансмиссии 
определяется с учетом передаточных чисел коробки передач и главной передачи:
Me – эффективный крутящий момент двигателя, 
передаточные числа коробки передач на 
передаче, 
КПД трансимисси принимаем за 0,9, r радиус колеса.
Для построения тяговой характеристики следует найти связь между угловой скоростью коленчатого вала 
или частотой вращения двигателя 
и скоростью транспортного средства на всех передачах. Для этого строиться лучевая диаграмма. Диаграмму строят исходя из условия:
Лучевая диаграмма
Таблица 3
| Параметр | Еденицы измерения | Передача | |||
| I | II | III | IV | ||
| 1,65 | 1,4 | 0.6 | ||
| 3,9 | ||||
| 0,9 | ||||
| 
| ||||
| V | Км/ч или м/с | 15.3 | 24.9 |
Затем расчитываем скорости и силу тяги на каждой передачи:
Для I ступени: 
Находим силу тяги на I ступени:
Для II ступени: 
Находим силу тяги на II ступени:
Для III ступени: 
Находим силу тяги на III ступени:
Для IV ступени: 
Находим силу тяги на IV ступени:
По результатам строят тяговую характеристику автомобиля 
с четырехступенчатой КПП.
4.1. Силовой баланс автомобиля
Силовой баланс показывает распределение полной окружной силы на ведущих колесах по отдельным видам сопротивлений.
Расчет и построение силового баланса автомобиля выполняют в соответствии:
, где 
- сила тяги(тяговая сила), Н; 
- сила сопротивления подъему, Н; 
- сила сопротивлению качению, Н; 
- сила сопротивления воздуха,Н;
Для случая равномерного движения автомобиля по горизонтальному участку 
=0 и =0
.
Сила сопротивления качению:
,
Где 
- полный вес транспортного средства( вес автомобиля с полной нагрузкой); f – коэффициент сопротивления качению:
,
Где V-скорость автомобиля м/с; 
- коэффициент сопротивления качению при движении автомобиля с малой скоростью 
.
Сила сопротивления воздуха: 
,где 
- коэффициент обтекаемости, 
( для легковых автомобилей 
;
F- площадь лобового сопротивления, 
: -для легкового автомобиля 
, где 
- наибольшая ширина автомобиля;
V- Скорость автомобиля, м/с.
Рассчитанные значения 
в зависимости от изменения V заносим в таблицу 3 построения графика силового баланса.
Таблица 4
| Параметр | Ед. измеренмя | ||||||||
| V | м/с | 3,03 | 8,66 | 14,29 | 19,92 | 25,55 | 31,18 | 36,81 | 42,44 |
| 0,0151 | 0,0157 | 0,017 | 0,0189 | 0,022 | 0,025 | 0,029 | 0,033 | |
| Н | 206,87 | 215,09 | 232,9 | 258,93 | 301,4 | 342,5 | 397,3 | 452,1 |
| Н | 2,81 | 22,95 | 62,49 | 121,42 | 199,76 | 297,49 | 414,62 | 551,15 |
| Н | 209,68 | 238,04 | 295,39 | 380,35 | 501,16 | 639,99 | 811,92 | 1003,25 |
Для построения графика силового баланса на график тяговой характеристики автомобиля наносят кривые 
и 
. Если кривая расположена ниже кривых 
и не пересекает их, то максимальная скорость движения определяется максимальной скоростью движения на высшей передаче коробки передач.
Мощностной баланс автомобиля
Уравнение мощностного баланса устанавливает соотношения между мощностью, подводимой к колесам автомобиля, и мощностью, необходимой для преодоления сопротивления движению автомобиля:
,
Где 
- тяговая мощность( мощность, приведенная к ведущим колесам),кВт; 
- мощность, затрачиваемая на преодоление подъема, кВт; 
- мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления разгону, кВт; 
- мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления воздуха, кВт.
Для случая равномерного движения автомобиля по горизонтальному участку 
Составляющие уравнения мощностного баланса (силы в Н):
Рассчитанные значения 
в зависимости от изменения V заносим в таблицу 4 для построения графика мощностного баланса
Таблица 5
| Параметр | Ед. измерения | ||||||||
| V | м/с | 3,03 | 8,66 | 14,29 | 19,92 | 25,55 | 31,18 | 36,81 | 42,44 |
|
| кВт | 0,63 | 1,86 | 3,328 | 5,158 | 7,7 | 10,679 | 14,625 | 19,187 |
|
| кВт | 0,0085 | 0,198 | 0,893 | 2,419 | 5,104 | 9,276 | 15,262 | 23,391 |
| кВт | 0,638 | 2,058 | 4,221 | 7,577 | 12,804 | 19,955 | 29,887 | 42,578 |
Передача №1
= 42,433
=62,29
Передача №2
Передача № 3
Передача № 4
Скорость 
берем из расчета построения тяговой характеристики для каждой передачи.
Если кривая расположена ниже кривых 
и не пересекает их, то максимальная скорость определятся максимальной скоростью движения на высшей передачи коробки передач.
4.2. Динамический паспорт автомобиля
4.2.1. Построение динамической характеристики автомобиля
Динамической характеристикой автомобиля называется зависимость динамического фактора автомобиля с полной нагрузкой от скорости движения на различных передачах:
Динамический фактор автомобиля с полной нагрузкой определяется по формуле:
Где -сила тяги(тяговая сила), Н; 
-сила сопротивления воздуха, Н; 
-полный вес транспортного средства, Н; 
-свободная сила тяги, Н.
Значения силы тяги берутся из расчета силового баланса.
Рассчитываем для данных скоростей.
Для I передачи:
| Передача | Параметр | |||||||||
| I | 
| 3,03 | 4,59 | 6,12 | 7,65 | 9,18 | 10,71 | 12,24 | 13,77 | 15,3 |
| 4267,89 | 4811,4 | 5237,65 | 5546,83 | 5739,11 | 5816,1 | 5775,82 | 5619,18 | ||
| 2,81 | 6,5 | 11,5 | 17,9 | 25,8 | 35,1 | 45,8 | 71,6 | ||
| 4265,08 | 4804,9 | 5226,15 | 5528,93 | 5713,31 | 5730,02 | 5561,18 | 5274,4 | ||
| 0,31 | 0,35 | 0,38 | 0,4 | 0,42 | 0,42 | 0,42 | 0,41 | 0,38 |
Таблица 6
Для II передачи:
Таблица 7
| Передача | Параметр | |||||||||
| II |
| 3,6 | 5,4 | 7,2 | 10,8 | 12,6 | 14,4 | 16,2 | ||
|
| 3621,24 | 4082,4 | 4444,07 | 4706,4 | 4869,55 | 4934,87 | 4900,69 | 4767,79 | ||
|
| 3,97 | 8,92 | 15,86 | 24,79 | 35,69 | 48,58 | 63,45 | 80,31 | 99,14 | |
|
| 3617,27 | 4073,48 | 4428,21 | 4681,61 | 4833,86 | 4886,29 | 4837,24 | 4687,48 | 4436,86 | |
|
| 0,26 | 0,3 | 0,32 | 0,34 | 0,35 | 0,36 | 0,35 | 0,34 | 0,32 |
Для III передачи:
Таблица 8
| Передача | Параметр | |||||||||
| III |
| 7,47 | 9,96 | 12,45 | 14,94 | 17,43 | 19,92 | 22,41 | 24,9 | |
|
| 2586,6 | 3174,34 | 3361,72 | 3478,25 | 3524,9 | 3500,5 | 3405,56 | |||
|
| 7,65 | 17,1 | 30,36 | 47,43 | 68,3 | 92,96 | 121,42 | 153,68 | 189,72 | |
|
| 2578,95 | 2898,9 | 3143,98 | 3314,29 | 3409,95 | 3431,94 | 3379,08 | 3251,88 | 3050,28 | |
|
| 0,19 | 0,21 | 0,23 | 0,24 | 0,25 | 0,25 | 0,25 | 0,24 | 0,22 |
Для IV передачи:
Таблица 9
| Передача | Параметр | |||||||||
| IV |
| 8,4 | 12,6 | 16,8 | 25,2 | 29,4 | 33,6 | 37,8 | ||
|
| 1551,96 | 1749,6 | 1904,6 | 2017,03 | 2086,95 | 2114,94 | 2100,3 | 2043,34 | ||
|
| 21,59 | 48,58 | 86,37 | 134,95 | 194,32 | 264,49 | 345,46 | 437,23 | 539,78 | |
|
| 1530,37 | 1701,02 | 1818,23 | 1882,08 | 1892,63 | 1850,45 | 1754,84 | 1606,11 | 1404,22 | |
|
| 0,11 | 0,12 | 0,13 | 0,14 | 0,14 | 0,14 | 0,13 | 0,12 | 0,1 |
Поскольку при равномерном движении 
, то откладывая по оси ординат величину 
, характеризующую известные дорожные условия, и проводя горизонталь до пересечения с кривыми динамической характеристики.
Если дорожные условия характеризуются коэффициентом ψ 
, то автомобиль способен развить максимальную скорость, так как значения его динамического фактора на высшей передачи больше, чем значение 
.
4.2.2. Построение номограммы нагрузок
Динамическая характеристика рассчитывается, и строиться для автомобиля с полной нагрузкой. Однако фактическая масса автомобиля в зависимости от его нагрузки может меняться от (собственный вес автомобиля в снаряженном состоянии, включая массу водителя.) При этом будет так же меняться соответственно и динамический фактор автомобиля.
Масштаб шкалы 
определяют по формуле:
Где 
-масштаб шкалы динамического фактора для автомобиля с полной нагрузкой.
4.2.3. График контроля буксования
График контроля буксования представляет собой зависимость динамического фактора по сцеплению от нагрузки и позволяет определить предельную возможность движения по условиям сцепления колем с дорогой.
Для построения графика для горизонтального участка дороги ( 
определяют динамический фактор по сцеплению для автомобиля с полной нагрузкой 
и динамический фактор по сцеплению автомобиля без нагрузки 
последовательно для коэффициентов сцепления 
, 
Где 
- сила тяжести, воспринимаемая ведущими(задними) колесами автомобиля без нагрузки; 
- сила тяжести, воспринимаемая ведущими (задними)колесами автомобиля с полной нагрузкой.
Динамическая характеристика, дополненная номограммой нагрузок и графиком контроля буксования, представляет собой динамический паспорт автомобиля.
Определяем возможную скорость движения автомобиля V и коэффициент сцепления колес с дорогой 
4.3. Оценка приемистости автомобиля.
Определение ускорений автомобиля
Величину ускорения на каждой передаче можно определить по формуле:
Для полностью нагруженного автомобиля можно принять:
При движении по горизонтальной дороге 
Где коэффициент сопротивления качению: 
Где V-скорость автомобиля, м/с; 
- коэффициент сопротивлению качению при движении автомобиля с малой скоростью.
Рассчитываем коэффициент сопротивлению дороги и ускорения для каждой передачи и заносим данные в таблицу.
Для I передачи:
Таблица 10
| Передача | 
| 
| Параметр | |||||||||
| I | 1,65 | 1,15 | V м/c | 3,03 | 4,59 | 6,12 | 7,65 | 9,18 | 10,71 | 12,24 | 13,77 | 15,3 |
| 0,02 | 0,02 | 0,02 | 0,02 | 0,021 | 0,021 | 0,022 | 0,022 | 0,023 | |||
| D | 0,31 | 0,35 | 0,38 | 0,4 | 0,42 | 0,42 | 0,42 | 0,41 | 0,38 | |||
| j | 2,47 | 2,81 | 3,07 | 3,24 | 3,4 | 3,4 | 3,39 | 3,3 | 3,04 |
Для II передачи:
Таблица 11
| Передача |
|
| Параметр | |||||||||
| II | 1,4 | 1,12 | V м/c | 3,6 | 5,4 | 7,2 | 10,8 | 12,6 | 14,4 | 16,2 | ||
|
| 0,02 | 0,02 | 0,02 | 0,021 | 0,022 | 0,022 | 0,023 | 0,023 | 0,024 | |||
| D | 0,26 | 0,3 | 0,32 | 0,34 | 0,35 | 0,36 | 0,35 | 0,34 | 0,32 | |||
| j | 2,1 | 2,45 | 2,63 | 2,79 | 2,87 | 2,96 | 2,86 | 2,77 | 2,59 |
Для III передачи:
Таблица 12
| Передача |
|
| Параметр | |||||||||
| III | 0,8 | 1,06 | V м/c | 7,47 | 9,96 | 12,45 | 14,94 | 17,43 | 19,92 | 22,41 | 24,9 | |
|
| 0,02 | 0,021 | 0,021 | 0,022 | 0,023 | 0,024 | 0,025 | 0,026 | 0,028 | |||
| D | 0,19 | 0,21 | 0,23 | 0,24 | 0,25 | 0,25 | 0,25 | 0,24 | 0,22 | |||
| j | 1,54 | 1,71 | 1,89 | 1,98 | 2,06 | 2,05 | 2,04 | 1,94 | 1,74 |
Для IV передачи:
Таблица 13
| Передача |
|
| Параметр | |||||||||
| IV | 0,6 | 1,05 | V м/c | 8,4 | 12,6 | 16,8 | 25,2 | 29,4 | 33,6 | 37,8 | ||
|
| 0,021 | 0,022 | 0,024 | 0,026 | 0,028 | 0,031 | 0,035 | 0,039 | 0,043 | |||
| D | 0,11 | 0,12 | 0,13 | 0,14 | 0,14 | 0,14 | 0,13 | 0,12 | 0,1 | |||
| j | 0,83 | 0,94 | 0,99 | 1,064 | 1,045 | 1,017 | 0,88 | 0,756 | 0,532 |
Определение времени и пути разгона автомобиля
Для определения времени и пути разгона используется графоаналитический метод.
Кривые графика ускорений разбивают на ряд отрезков, соответствующих определенным интервалам скоростей.
В каждом интервале скоростей разгон происходит с постоянным, средним ускорением:
где 
- ускорения в начале и конце некоторого интервала скоростей.
Например, при изменении скорости от 
среднее ускорение:
где 
время разгона в заданном интервале скоростей.
.
Вычислив значение времени разгона в каждом интервале скоростей, находим общее время разгона на n интервалах от минимальной 
до максимальной 
скорости:
Зная значения времени разгона в различных интервалах скоростей, строим кривую времени разгона. Изломы этой кривой соответствуют моментам переключения передач.
Поскольку падение скорости при переключении передач очень мало, то при ориентировочной оценке времени и пути разгона оно может не учитываться.
Для нахождения пути разгона используют те же интервалы скоростей, которые были выбраны при определении времени разгона.
При разгоне от скорости 
до скорости 
путь разгона в этом интервале скоростей:
Путь разгона автомобиля от минимального 
до максимального скорости:
Зная значения пути разгона, соответствующие различным интервалам скоростей. Строим кривую пути разгона.
По данным заполнения таблицы строятся графики времени и пути разгона 
Данные для построения графиков времени и пути разгона.
Для первой передачи:
Таблица 14
| Передача | Параметр | Номер точки | |||||||||||||||
| 
| 3,03 | 4,59 | 4,59 | 6,12 | 6,12 | 7,65 | 7,65 | 9,18 | 9,18 | 10,71 | 10,71 | 12,24 | 12,24 | 13,77 | 13,77 | 15,3 |
| 3,81 | 5,355 | 6,885 | 8,415 | 9,945 | 11,475 | 13,005 | 14,535 | |||||||||
| |||||||||||||||||
| 2,47 | 2,81 | 2,81 | 3,07 | 3,07 | 3,24 | 3,24 | 3,4 | 3,4 | 3,4 | 3,4 | 3,39 | 3,39 | 3,3 | 3,3 | 3,04 | |
| 2,64 | 2,94 | 3,155 | 3,32 | 3,4 | 3,395 | 3,345 | 3,17 | |||||||||
| 0,59 | 0,52 | 0,485 | 0,46 | 0,45 | 0,45 | 0,457 | 0,5 | |||||||||
| 2,25 | 2,784 | 3,34 | 3,87 | 4,48 | 5,164 | 5,94 | 7,27 | |||||||||
| 0,59 | 1,11 | 1,595 | 2,055 | 2,505 | 2,955 | 3,412 | 3,912 | |||||||||
| 2,25 | 5,034 | 8,374 | 12,244 | 16,724 | 21,888 | 27,828 | 35,098 |
Для второй передачи:
Таблица 15
| Передача | Параметр | Номер точки | |||||||||||||||
|
| 3,6 | 5,4 | 5,4 | 7,2 | 7,2 | 10,8 | 10,8 | 12,6 | 12,6 | 14,4 | 14,4 | 16,2 | 16,2 | |||
|
| 4,5 | 6,3 | 8,1 | 9,9 | 11,7 | 13,5 | 15,3 | 17,1 | |||||||||
|
| |||||||||||||||||
|
| 2,1 | 2,45 | 2,45 | 2,63 | 2,63 | 2,79 | 2,79 | 2,87 | 2,87 | 2,96 | 2,96 | 2,86 | 2,86 | 2,77 | 2,77 | 2,59 | |
|
| 2,275 | 2,54 | 2,71 | 2,83 | 2,915 | 2,91 | 2,815 | 2,68 | |||||||||
|
| 0,791 | 0,709 | 0,664 | 0,636 | 0,617 | 0,618 | 0,639 | 0,672 | |||||||||
|
| 3,56 | 4,47 | 5,38 | 6,296 | 7,22 | 8,343 | 9,776 | 11,491 | |||||||||
|
| 4,703 | 5,412 | 6,076 | 6,712 | 7,329 | 7,947 | 8,586 | 9,258 | |||||||||
|
| 38,658 | 43,128 | 48,508 | 54,804 | 62,024 | 70,367 | 80,143 | 91,634 |
Для третьей передачи:
Таблица 16
| Передача | Параметр | Номер точки | ||||||||||||||||
| III |
| 7,47 | 7,47 | 9,96 | 9,96 | 12,45 | 12,45 | 14,94 | 14,94 | 17,43 | 17,43 | 19,92 | 19,92 | 22,41 | 22,41 | 24,9 | ||
|
| 6,235 | 8,715 | 11,205 | 13,695 | 16,185 | 18,675 | 21,165 | 23,655 | ||||||||||
|
| ||||||||||||||||||
|
| 1,54 | 1,71 | 1,71 | 1,89 | 1,89 | 1,98 | 1,98 | 2,06 | 2,06 | 2,05 | 2,05 | 2,04 | 2,04 | 1,94 | 1,94 | 1,74 | ||
|
| 1,625 | 1,8 | 1,935 | 2,02 | 2,055 | 2,045 | 1,99 | 1,84 | ||||||||||
|
| 1,52 | 1,38 | 1,28 | 1,23 | 1,21 | 1,22 | 1,25 | 1,35 | ||||||||||
|
| 9,48 | 12,02 | 14,34 | 16,84 | 19,58 | 22,78 | 26,45 | 31,93 | ||||||||||
|
| 10,778 | 12,158 | 13,438 | 14,668 | 15,878 | 17,098 | 18,348 | 19,698 | ||||||||||
|
| 101,114 | 113,134 | 127,474 | 144,314 | 163,894 | 186,674 | 213,124 | 245,054 | ||||||||||
Для четвертой передачи:
Таблица 17
| Передача | Параметр | Номер точки | |||||||||||||||
| IV |
| 8,4 | 12,6 | 12,6 | 16,8 | 16,8 | 25,2 | 25,2 | 29,4 | 29,4 | 33,6 | 33,6 | 37,8 | 37,8 | |||
|
| 10,5 | 14,7 | 18,9 | 23,1 | 27,3 | 31,5 | 35,7 | 39,9 | |||||||||
| ©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|