2.5 Силовой баланс автомобиля
Для построения тяговой характеристики необходимо определить текущие значения касательной силы тяги Рtni и скорости автомобиля υаni определяемые по формулам:
 (2.18)
 (2.19)
где  – коэффициент полезного действия трансмиссии, принимаем = 0,9;
  – передаточное число трансмиссии на n-ой передаче.
 (2.20)
где   – передаточное число коробки передач на n-ой передаче;
  – передаточное число главной передачи;
  – передаточное число раздаточной коробки.
 ;
  ;
Задаваясь текущими значениями угловой скорости вращения коленчатого вала ДВС и получая на внешней характеристике соответствующие им значения крутящего момента   , рассчитывают значения тяговой силы и соответствующие им скорости движения автомобиля.
Значения тяговой силы на первой передаче:
Значения скорости движения автомобиля, соответствующие значениям тяговой силы на первой передаче:
Последующие значения тяговой силы и скорости движения на передачах вычисляем аналогично, полученные результаты записываем в таблицы 2.2 – 2.6.
Таблица 2.2 – Зависимость Pti и Vai от ωei для первой передачи
ωei, рад/с
|
80
|
100
|
200
|
300
|
400
|
500
|
523
|
565
|
600
|
|
6903
|
7020
|
7559
|
7679
|
7426
|
6791
|
6570
|
6151
|
5733
|
 
|
1,79
|
2,23
|
4,47
|
6,71
|
8,95
|
11,19
|
11,70
|
12,64
|
13,42
|
Таблица 2.3 – Зависимость Pti и Vai от ωei для второй передачи
ωei, рад/с
|
80
|
100
|
200
|
300
|
400
|
500
|
523
|
565
|
600
|
|
4856
|
4938
|
5317
|
5402
|
5224
|
4777
|
4621
|
4327
|
4033
|
 
|
2,54
|
3,18
|
6,36
|
9,54
|
12,72
|
15,90
|
16,64
|
17,97
|
19,09
|
Таблица 2.4 – Зависимость Pti и Vai от ωei для третьей передачи
ωei, рад/с
|
80
|
100
|
200
|
300
|
400
|
500
|
523
|
565
|
600
|
|
3404
|
3461
|
3737
|
3786
|
3661
|
3348
|
3239
|
3033
|
2827
|
|
3,63
|
4,53
|
9,07
|
13,61
|
18,15
|
22,69
|
23,74
|
25,64
|
27,23
|
Таблица 2.5 – Зависимость Pti и Vai от ωei для четвертой передачи
ωei, рад/с
|
80
|
100
|
200
|
300
|
400
|
500
|
523
|
565
|
600
|
|
2380
|
2420
|
2606
|
2648
|
2560
|
2341
|
2265
|
2121
|
1977
|
|
5,19
|
6,49
|
12,98
|
19,47
|
25,96
|
32,45
|
33,94
|
36,67
|
38,94
|
Таблица 2.6 – Зависимость Pti и Vai от ωei для пятой передачи
ωei, рад/с
|
80
|
100
|
200
|
300
|
400
|
500
|
523
|
565
|
600
|
|
1666
|
1694
|
1824
|
1853
|
1792
|
1639
|
1585
|
1484
|
1383
|
 
|
7,41
|
9,27
|
18,54
|
27,81
|
37,09
|
46,36
|
48,49
|
52,39
|
55,63
|
Сила сопротивления дороги рассчитывается по формуле:
  (2.21)
После этого от кривой характеризующей силу сопротивления дороги, откладывают вверх значения силы сопротивления воздуха при различных скоростях движения.
При движении на скоростях до 14   коэффициент суммарного дорожного сопротивления не зависит от скорости движения. При скорости выше 14 коэффициент сопротивления дороги увеличивается пропорционально   .
 (2.22)
 
Сила сопротивления воздуха начинает действовать при движении на скоростях, превышающих 14 , значение силы сопротивления воздуха можно определить по выражению:
  (2.23)
где   – фактор обтекаемости; 
  – скорость движения автомобиля.
 
Чтобы проверить реализуется ли по сцеплению сила тяги на различных передачах необходимо определить наибольшую возможную силу тяги в заданных дорожных условиях, Н:
 (2.24)
где   – вес автомобиля, приходящийся на ведущие колеса, Н;
 – коэффициент сцепления ведущих колес с дорожным покрытием.
Рисунок 2.2 – Силовой баланс автомобиля
2.6 Расчет и построение динамической характеристики автомобиля
Динамическая характеристика подвижного состава – зависимость динамического фактора от скорости движения автомобиля на различных передачах.
Динамический фактор – удельная избыточная сила, используемая для преодоления дополнительных сил сопротивления и для разгона автомобиля.
Значения динамического фактора по тяге позволяют судить о тягово-скоростных свойствах конкретного автомобиля при разных нагрузках и сравнивать тягово-скоростные свойства различных автомобилей. При этом, чем больше динамический фактор по тяге, тем лучше тягово-скоростные свойства и выше проходимость автомобиля.
Текущие значения динамического фактора определяют по формуле:
где   – текущие значения силы тяги на различных передачах, Н.
Используя полученные выше значения и   на различных передачах, вычислим соответствующие значения   . Результаты расчетов заносим в таблицу.
Таблица 2.7 – Зависимость Dni от ωei
Передачи КПП
|
ωei, рад/с
|
80
|
100
|
200
|
300
|
400
|
500
|
523
|
565
|
600
|
Dn1
|
Dn2
|
Dn3
|
Dn4
|
Dn5
|
Dn6
|
Dn7
|
Dn8
|
Dn9
|
Первая
|
0,4375
|
0,4449
|
0,4791
|
0,4867
|
0,4706
|
0,4304
|
0,4164
|
0,3898
|
0,3633
|
Вторая
|
0,3077
|
0,3129
|
0,3370
|
0,3423
|
0,3311
|
0,2904
|
0,2793
|
0,2584
|
0,2378
|
Третья
|
0,2157
|
0,2193
|
0,2368
|
0,2399
|
0,2160
|
0,1870
|
0,1695
|
0,1601
|
0,1429
|
Четвертая
|
0,1508
|
0,1533
|
0,1651
|
0,1493
|
0,1293
|
0,0969
|
0,0705
|
0,0687
|
0,0512
|
Пятая
|
0,1055
|
0,1073
|
0,0988
|
0,0684
|
0,0463
|
-0,0011
|
-0,0144
|
-0,0400
|
-0,0635
|
Для проверки реализации динамического фактора по сцеплению с дорожным покрытием определим его значение по формуле:
Если   больше максимального значения динамического фактора на первой передаче, то буксование автомобиля на данной дороге будет отсутствовать.
Значение динамического фактора при максимальной скорости определяет коэффициент сопротивления дороги 𝜓, которое может преодолеть автомобиль при этой скорости, а ординаты точек максимума кривых динамического фактора представляют собой максимальные значения коэффициента сопротивления дороги, преодолеваемого на каждой передаче.
Рисунок 2.3 – Динамическая характеристика автомобиля
2.7 Динамический паспорт автомобиля
Неудобство использования динамической характеристики автомобиля состоит в том, что для оценки тягово-скоростных свойств необходимо строить отдельные графики для каждого значения нагрузки на автомобиль.
Более универсальным и удобным является динамический паспорт автомобиля, который позволяет оценить тягово-скоростные свойства при различных нагрузках на автомобиль.
Динамическим паспортом автомобиля называется его динамическая характеристика с номограммой нагрузок и графиком контроля буксования.
Методика построения динамического паспорта автомобиля такова:
– строят динамическую характеристику автомобиля с полной нагрузкой;
– строят номограмму нагрузок, характеризующую изменение динамического фактора по тяге   в зависимости от нагрузки на автомобиль;
– строят график контроля буксования. Он включает в себя зависимости динамического фактора по сцеплению  от нагрузки на автомобиль при разных значениях коэффициента сцепления колес с дорогой   .
При построении номограммы нагрузок на автомобиль ось абсцисс его динамической характеристики продолжают влево и на ней в произвольном масштабе откладывают значения нагрузки на автомобиль в процентах. Из точки, соответствующей нулевой нагрузке, проводят вертикаль, на которой откладывают значения динамического фактора по тяге для снаряженного автомобиля (без груза или без пассажиров) в масштабе, определяемом по формуле:
где   – динамический фактор по тяге для автомобиля с полной нагрузкой;
  и   – вес соответственно снаряженного автомобиля и автомобиля с полной нагрузкой.
Последующие значения вычисляем аналогично, полученные результаты записываем в таблицу.
Таблица 2.8 – Динамический фактор по тяге автомобиля
|
0,1
|
0,2
|
0,3
|
0,4
|
0,5
|
0,6
|
0,7
|
0,8
|
0,9
|
|
0,139
|
0,279
|
0,419
|
0,559
|
0,699
|
0,839
|
0,979
|
1,119
|
1,259
|
Сплошными линиями соединяют одинаковые значения динамических факторов и на осях ординат снаряженного и полностью груженого автомобиля.
График контроля буксования строят на номограмме нагрузок автомобиля. С помощью этого графика сопоставляют динамические факторы по тяге D и по сцеплению с целью определения возможности буксования ведущих колес при различных нагрузках на автомобиль.
Для построения графика контроля буксования сначала рассчитывают динамические факторы по сцеплению при различных нагрузках на автомобиль. При этом используют следующие выражения:
где   и   – динамические факторы по сцеплению соответственно снаряженного автомобиля и автомобиля с полной нагрузкой;
и  – вес снаряженного и полностью груженого автомобиля.
 = 15777 H, = 11277 H.
Последовательно подставляя значения коэффициента сцепления  , определяем динамические факторы по сцеплению и :
Последующие значения вычисляем аналогично, полученные результаты записываем в таблицу.
Таблица 2.9 – Динамический фактор по сцеплению
|
0,1
|
0,2
|
0,3
|
0,4
|
0,5
|
0,6
|
0,7
|
0,8
|
0,9
|
|
0,05
|
0,10
|
0,16
|
0,21
|
0,27
|
0,32
|
0,38
|
0,43
|
0,49
|
|
0,05
|
0,10
|
0,16
|
0,21
|
0,27
|
0,32
|
0,38
|
0,43
|
0,49
|
Найденные значения динамических факторов по сцеплению откладывают на вертикалях и  номограммы нагрузок в том же масштабе, что и динамические факторы по сцеплению, и их одинаковые значения соединяют штриховыми линиями, над которыми указывают соответствующие значения
.
Рисунок 2.4 – Динамический паспорт автомобиля
Поделитесь с Вашими друзьями: |
