1 Определение тягово-скоростных свойств автомобиля
1.1 Внешняя скоростная характеристика двигателя
Внешняя скоростная характеристика двигателя – это зависимость мощности Ne (кВт) и крутящего момента Me (Н*м) на валу двигателя от частоты вращения коленчатого вала n (мин-1).
Для построения внешней скоростной характеристики двигателя необходимо определить значение величин крутящего момента и мощности двигателя при его работе с различной угловой скоростью коленчатого вала.
Для определения крутящего момента двигателя воспользуемся эмпирической формулой:
,Н/м
,
где
-
угловая скорость коленчатого вала при
максимальной мощности, с-1;
-
текущее значение угловой скорости
коленчатого вала, с-1;
aм ,bм ,cм – эмпирические коэффициенты зависящие от типа двигателя:
бензин: ам =bм =cм=1
дизель: ам =0,53
bм =1,56
cм =1,09
-
максимальная мощность двигателя, кВт.
Для определения мощности двигателя при определённой угловой скорости коленчатого вала используем следующую формулу:
,
кВт
Расчёты тягово-скоростных характеристик автомобиля производились на ЭВМ с помощью программы, разработанной на кафедре ОАПДД.
Результаты расчёта приведены в распечатке.
1.2 Тяговая диаграмма автомобиля
Тяговая диаграмма автомобиля представляет собой график изменения тяговых сил на ведущих колёсах автомобиля на всех передачах переднего хода в зависимости от скорости движения.
Расчёт тяговых сил производится по формуле:
,
Н
где
-
передаточное число трансмиссии автомобиля
на данной передаче;
-
КПД трансмиссии (
=0,92);
Me – текущее значение крутящего момента двигателя;
r – радиус качения ведущего колеса;
-передаточное
число главной передачи (
=3,947).
На тяговой диаграмме автомобиля необходимо построить кривую суммарных сил сопротивления движению автомобиля на горизонтальной дороге. Для этого следует рассчитать силы сопротивления качению и воздуха. Расчёт силы сопротивления качению производим по следующей формуле:
,Н
где G – вес автомобиля (19472,85 Н);
f – коэффициент сопротивления качению (0,018). При скоростях до 50 км/ч f считаем постоянным, а при более высоких скоростях этот коэффициент рассчитывается:
,
где V – скорость движения автомобиля, м/с.
Расчёт силы сопротивления воздуха производим по следующей формуле:
,
Н
где Кв – коэффициент обтекаемости (0,31);
Fв – лобовая площадь автомобиля:
,
где Ва – габаритная ширина автомобиля (1,807 м);
На – габаритная высота автомобиля (1,450 м).
Тогда:
,
м2
Пример расчёта силы сопротивления для скорости 50 км/ч (Pk).
, Н
Остальные результаты расчёта приведены в таблице.
Таблица 2. Силы сопротивления движению
|
V (км/ч) |
V (м/с) |
Pk (Н) |
|
10 |
2,778 |
350,511 |
|
20 |
5,556 |
350,511 |
|
40 |
11,111 |
350,511 |
|
60 |
16,667 |
408,930 |
|
80 |
22,222 |
467,348 |
|
100 |
27,778 |
525,767 |
|
120 |
33,333 |
603,658 |
|
140 |
38,889 |
701,023 |
|
160 |
44,444 |
817,860 |
|
180 |
50 |
943,697 |
|
200 |
55,556 |
1071,007 |
|
220 |
61,111 |
1226,790 |
|
240 |
66,667 |
1382,572 |
|
247,426 |
68,729 |
1460,464 |
|
Pв |
Ризм |
|
4.738 |
355,249 |
|
18,95 |
369,461 |
|
76,664 |
427,175 |
|
170,346 |
579,276 |
|
302,656 |
770,004 |
|
473,070 |
998,837 |
|
680,975 |
1284,633 |
|
927,121 |
1628,144 |
|
1210,622 |
2028,482 |
|
1532,5 |
2467,197 |
|
1892,278 |
2963,285 |
|
2289,207 |
3515,997 |
|
2724,717 |
4107,289 |
|
2895,613 |
4256,077 |