Определение крутящего момента.

Рисунок 5. Скоростная характеристика бензинового двигателя.

Внешняя скоростная характеристика двигателя определяется по формулам:

Нм. (1)

- вычисляются по формулам:

; (2)

; (3)

; (4)

. (5)

- коэффициент приспособляемости по крутящему моменту и

- коэффициент приспособляемости по мощности вычисляем по формулам:

; (7)

. (8)

где - максимальное значение момента;

- частота вращения коленчатого вала при максимальной мощности;

- максимальное значение крутящего момента;

- частота вращения коленчатого вала при максимальном крутящем моменте;

- номинальная частота вращения коленчатого вала.

Составляется таблица исходных данных и идентификаторов программы. Составляется схема алгоритма решения задачи и составляется программа расчета:

1. Разгон на передаче.

2. Переключение передачи.

Допущения и ограничения, принимаемые в модели.

Допущения:

1. Частота вращения коленчатого вала должна находиться в диапазоне w₀<w<w_н

2. Крутящий момент двигателя при выбеге равен нулю

3. Радиус качения колеса в процессе движения остаётся постоянным, колесо не деформируется и коэффициент сцепления шины с дорогой равен 0,7 при движении по асфальтированной сухой дороге.

Ограничения:

1. Путь разгона не превышает 2000 м

2. Конец разгона принимается при достижении либо максимальной скорости, либо конца участка разгона в 2000 м

Алгоритм реализации задачи.

Алгоритм вычисления разгона.

Программа моделирования разгона

Текст программы.

Головная программа.

Program razgon;

uses crt;

type massiv1=array[1..15] of extended;

massiv2=array[1..15] of extended;

var fr,fw,f1,f2:text;

Wdv0,Wmx,Wdvn,Wdvmax:extended

Mdv0,Mdvn,Mdv,Mf0,Mf0max,I1,I2,I3,I4,Mfm,M23,W3,e23

,Fk2,R2,rabota,mosch :extended;

Mdvmax,kd,fmax,k1,k2,d2,Ff1,Ff2,U2,KPD2,:extended;

tz,tv,p,e,Mf,W1,W2,N1,N2,l1,l2,ht,M,S,Sp,A,t,tp:extended;

Z,V:massiv1;

n,i:integer;

{$I RK4.pas} {$I mds.pas}

BEGIN

assign(fr,'razg.dat');

reset(fr);

readln(fr,n);

readln(fr,I1,I2,I3,I4,e23);

readln(fr,Wdv0,Wmx,Wdvn,Wdvmax,Mdv0,Mdvmax,Mdvn);

readln(fr,r2,M,ht,l1,l2);

readln(fr,fmax,k1);

readln(fr,KPD2,U2);

readln(fr,tz,tv,Mf0max);

readln(fr,e,p);

close(fr);

k2:=2; Mf:=500;

t:=0; tp:=p;

for i:=1 to n do z[i]:=0;

z[1]:=Wdvmax;

W1:=z[1]; W2:=z[2];

M23:=z[3];W3:=z[4];

Assign(f1,'mosch.dat');

Rewrite(f1);

Assign(f2,'rabota.dat');

Rewrite(f2);

d2:=0;

while (t<=3) do begin

if W3=0 then d2:=0 else d2:=1-abs((z[4])/(W3*R2*u2));

Mds(W1,Mdv0,Mdvmax,Mdvn,Wdv0,Wmx,Wdvn,Wdvmax,Mdv);

Mf0:=Mf0max*(1-exp(-1*k2*t));

Mosch:=Mf0*(Abs(W1-W2));

Rabota:=Rabota+(Mosch*tp);

if z[4]<>0 then N1:=(M*9.81*l2/(l1+l2))-(M*v[4]*ht/(l1+l2))

else N1:=(M*9.81*l2/(l1+l2));

if z[4]<>0 then N2:=(M*9.81*l1/(l1+l2))+(M*v[4]*ht/(l1+l2))

else N2:=(M*9.81*l1/(l1+l2));

Fk2:=N2*fmax*(1-exp(-1*k1*d2));

Ff1:=0.15*N1;

Ff2:=0.15*N2;

if W₁<>W₂ then RK4(1,n,t,tp,e,Z,V);

if W₁=W₂ then RK4(2,n,t,tp,e,Z,V);

W1:=z[1]; W2:=z[2]; M23:=z[3]; W3:=z[4];

S:=z[5]; Sp:=z[6]; A:=v[6];

if w2<0 then w2:=0;

WriteLn(f1,Mosch:5:3,' ',t:5:3);

WriteLn(f2,Rabota:5:3,' ',t:5:3);

t:=tp; tp:=tp+p;

end;

Close(f1); Close(f2);

WriteLn('Files is Made ! :-) ');

ReadLn;

End.

Подпрограммы:

Procedure Fun(k:integer; t:real; var z,v:massiv1);

Begin

Case k of

1: Begin

V[1]:=(Mdv-Mf0)/I1;

V[2]:=(Mf0-(Fk2*R2/(U1*KPD2)))/I2;

End;

2:Begin

V[1]:=(Mdv-(Fk2*R2/(U1*KPD2)))/(I1+I2);

V[2]:=(Mdv-(Fk2*R2/(U1*KPD2)))/ (I1+I2);

End;

End;

V[3]:=(z[2]-z[5])/e23;

V[4]:=(z[4]-(Fk2*R2/(U1*KPD2)))/I3;

V[5]:=z[6];

V[6]:=(Fk2-Ff1-Ff2)/M;

End;

Procedure Mds(Som,M0,Mmax,Mnomin,Om0,OmM,OmN,OmMax:Extended; Var Mdv:Extended);

Begin

If (Som>=Om0) and (Som<OmM) then Begin

Mdv:=M0+(Mmax-M0)*(Som-Om0)/(OmM-Om0);

End;

If (Som>=OmM) and (Som<OmN) then Begin

Mdv:=Mmax*(1+(Som/OmM)exp((Mmax/Mnomin)*ln(Som/OmM)));

End;

If (Som>=OmN) and (Som<=OmMax) then Begin

Mdv:=Mnomin*((OmMax-Som)/(OmMax-OmN));

End; End.

Procedure Rk4(j,n:integer; y,y1,w:extended; var z,v:massiv1);

Var k:integer;

ZD:array[1..15] of extended;

Kf:array[1..15,1..4] of extended;

{$I Fun}

BEGIN

Repeat

For k:=1 to n do ZD[k]:=z[k];

Fun(j,y,z,v);

For k:=1 to n do kf[k,1]:=v[k];

y:=y+w/2;

For k:=1 to n do z[k]:=zd[k]+w*kf[k,1]/2;

fun(j,y,z,v);

For k:=1 to n do z[k]:=zd[k]+w*kf[k,2]/2;

Fun(j,y,z,v);

For k:=1 to n do kf[k,3]:=v[k];

y:=y+w/2;

For k:=1 to n do z[k]:=zd[k]+w*kf[k,3];

Fun(j,y,z,v);

For k:=1 to n do kf[k,4]:=v[k];

For k:=1 to n do

z[k]:=zd[k]+w*(kf[k,1]+2*(kf[k,2]+kf[k,3])+kf[k,4])/6;

Until (y>=y1);

End.

Исходные данные для моделирования.

Все исходные данные приведены в файле Razg.dat, были взяты из литературы, приведенной в конце данной курсовой работы. Приведенные ниже обозначения соответствуют обозначениям, используемым и в расчетной программе.

Число элементов массива z[i]=6;

Моменты инерции (кг*m²): I₁=1.3; I₂=1.2; I₃=18;

Податливость: e₂₃=2,67*10^-5 1/Н*м² ;

Характеристика двигателя : W_dv0=94.2 _c^-1 ; W_max=146.6 _c^-1 ; W_dvn=230.4 _c^-1 ; W_dvmax=240.8 _c^-1; M_dv0=243 Н м ; M_dvmax=274 Н м ; M_dvn=239 Н м ;

Радиусы колес: r₂=0.34 м.

Масса трактора : М= 1800 кг.

Габаритные размеры(относительно условного центра тяжести):L₁=2,3 м ;

L₂=2,42 м ; h=0,46 м.

Сцепление колес с дорогой : fmax=0.55;

Коэффициент буксования : k₁=5;

Коэффициенты полезного действия : Kpd2=0.94;

Шаг по времени : p=0.005 c.

Максимальный фрикционный момент : Mf0max=1000 H*m;

Коэффициент сопротивления качению : f_c=0.15;

Передаточное отношение : U=4;

Результаты расчета и их анализ.

В данной курсовой работе я рассчитывал энергонагруженность в сцеплении при разгоне, и соответственно, получил значения работы сил трения и значения мощности. Эти значения программа автоматически записала в файлы Mosch.dat и Rabota.dat В соответствии с полученными значениями построим графики зависимости мощности от времени и работы от времени.

Зависимость мощности от времени.

N_тр,Вт

Из графика видно, что через 1.1сек сцепление полностью замкнулось и мощность стала равной нулю.

Зависимость работы от времени.