2.5 Динамическая характеристика автомобиля
Графическая зависимость динамического фактора D от скорости движения автомобиля Vа называется динамической характеристикой. Динамический фактор – это отношение свободной силы тяги к весу автомобиля Gа:
где FТ - таблица 17, Н (кН);
Fв – сила сопротивления воздуха, Н (кН):
где КВ = 0,14 Н·с2/м4 - коэффициент сопротивления воздуха;
S = 2,03 м2 - площадь лобового сопротивления
Vа , км/ч - таблица 17
Результаты расчетов (30), а затем и по формуле (29) заносим в таблицу 12, после чего строим график динамической характеристики, по которому определяем:
1) Dmax = 0,623 – максимальный динамический фактор на низшей передаче и соответствующую ему скорость VD;
2) Динамический фактор по сцеплению шин с дорогой Dφ для случая движения по сухому и по мокрому асфальту;
Dφс=
9100/(1984
9,81) = 0,45
Dφм= 5880/(1984 9,81) = 0,29
3) Динамический фактор при максимальной скорости DV.
DV = 0,042
Используя график динамической характеристики, определим максимальный преодолеваемый автомобилем подъем imax:
Для одиночных автомобилей определим:
- максимально преодолимый подъем по двигателю iДВС :
если Dmax > Dφ, то iДВС = Dφ - fV
iДВС
= Dφ
- fV
iДВС
= 0,45 – 0,01 = 0,44
- максимальный преодолеваемый подъем по сцеплению шин с дорогой:
Для заднего привода :
iφ
= tgα
=
,
iφ
= tgα
=
(33)
где а и b найдены в пункте 2.2 (a + b = L – база автомобиля, пункт 1.3.2);
rк = 0,308 м ;
φ = 0,7…0,85 ;
hg - высота центра тяжести автомобиля, м:
hg ≥ 1,4 · rк = 1,4 ∙ 0,308 = 0,43 м
f0 = 0,01 – коэффициент сопротивления качению колеса при малой скорости;
Рассчитав
и iφ
определяем максимальный преодолеваемый
подъем одиночных автомобилей:
imax
= iДВС
,
если
<
iφ
0,44 < 3,71
Определенный imax не меньше значений, приведенных в таблице методических указаний, а именно не менее 35%.
2.6 Ускорения и максимальная скорость автомобиля
2.6.1 Расчет ускорений автомобиля
Уравнение тягового баланса можно представить в безразмерном виде:
(34)
где Ψ – коэффициент сопротивления дороги;
δ – коэффициент учета вращающихся масс автомобиля;
g = 9,81, м/с2 – ускорение свободного падения.
Тогда ускорение ах автомобиля определим по зависимости:
(35)
где δi = 1 + σ1 + σ2 ·U2КПi (i – номер передачи), (36)
σ1 = 0,03…0,05; σ2 = 0,04…0,08 (большие значения для меньших автомобилей);
D см. пункт 2.5;
ψ = fV + i, (37)
где fV – коэффициент сопротивления качению колеса;
fV = f0 [ 1 + (0.006 Vа)2] , (38)
где fо = 0.01 – коэффициент сопротивления качению колеса при малой скорости;
Vа, км/ч;
i – величина уклона, а так как разгон осуществляется на горизонтальной дороге без уклона, то i = 0, т.е. в данном случае ψ = fV.
Тогда сила сопротивления дороги Fψ движению автомобиля определим по формуле:
Fψ = ψ·g·ma = fV·ma·g , (39)
Результаты расчетов по формулам (36), (38), а затем и по формулам (39) и (35) заносим в таблицу 8 и строим график ускорения ах автомобиля на всех передачах в зависимости от скорости движения его - Va.
Таблица 8 - Тяговый баланс автомобиля на передачах
ne, мин-1 |
750 |
1250 |
1750 |
2250 |
2750 |
3250 |
3750 |
4000 |
|
Ре, кВт |
30,34 |
53,52 |
77,36 |
99,91 |
119,84 |
134,37 |
135,27 |
138,11 |
|
Ме, Нм |
384,91 |
395,15 |
398,46 |
395,15 |
385,24 |
368,06 |
344,27 |
329,73 |
|
U1=4,15; δ1=2,24 |
Va, км/ч |
8,53 |
14,22 |
19,9 |
25,59 |
31,27 |
36,96 |
42,65 |
45,49 |
FT, Н |
11737,4 |
12049,7 |
12150,6 |
12049,7 |
11747,5 |
11223,6 |
10498,1 |
10054,7 |
|
FВ, Н |
1,58 |
4,4 |
8,63 |
14,27 |
21,31 |
29,77 |
39,65 |
45,11 |
|
D |
0,603 |
0,618 |
0,623 |
0,618 |
0,602 |
0,575 |
0,537 |
0,514 |
|
fV |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
|
Fψ |
194,65 |
194,65 |
196,6 |
198,54 |
200,49 |
202,44 |
206,33 |
208,28 |
|
а, м/с2 |
2,59 |
2,65 |
2,68 |
2,65 |
2,58 |
2,46 |
2,30 |
2,19 |
|
U2=2,613; δ2=1,51 |
Va, км/ч |
13,5 |
22,5 |
31,5 |
40,5 |
49,5 |
58,5 |
67,5 |
72 |
FT, Н |
7390,2 |
7586,8 |
7650,4 |
7586,8 |
7396,6 |
7066,7 |
6609,9 |
6330,8 |
|
FВ, Н |
3,97 |
11,03 |
21,63 |
35,75 |
53,41 |
74,6 |
99,32 |
113,01 |
|
D |
0,379 |
0,389 |
0,391 |
0,387 |
0,377 |
0,359 |
0,334 |
0,319 |
|
fV |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
|
Fψ |
194,65 |
196,6 |
200,49 |
204,38 |
210,22 |
218,01 |
225,79 |
229,69 |
|
а, м/с2 |
2,38 |
2,45 |
2,46 |
2,44 |
2,36 |
2,25 |
2,08 |
1,98 |
|
U3=1,824; δ3=1,273 |
Va, км/ч |
19,35 |
32,25 |
45,15 |
58,05 |
70,95 |
83,85 |
96,75 |
103,2 |
FT, Н |
5158,5 |
5295,8 |
5340,1 |
5295,8 |
5162,9 |
4932,7 |
4613,9 |
4419,04 |
|
FВ, Н |
8,16 |
22,67 |
44,43 |
73,46 |
109,73 |
153,27 |
204,06 |
232,17 |
|
D |
0,264 |
0,270 |
0,272 |
0,268 |
0,259 |
0,245 |
0,226 |
0,215 |
|
fV |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
|
Fψ |
196,6 |
200,49 |
208,28 |
218,04 |
229,69 |
243,31 |
258,89 |
268,62 |
|
а, м/с2 |
1,96 |
2 |
2,01 |
1,98 |
1,9 |
1,79 |
1,64 |
1,55 |
|
U4=1,33; δ4=1,163 |
Va, км/ч |
26,62 |
44,31 |
62,04 |
79,76 |
97,48 |
115,21 |
132,93 |
141,8 |
FT, Н |
3761,3 |
3861,4 |
3893,7 |
3861,4 |
3764,5 |
3596,7 |
3364,2 |
3222,1 |
|
FВ, Н |
15,44 |
42,8 |
83,9 |
138,6 |
207,2 |
289,3 |
385,2 |
438,3 |
|
D |
0,192 |
0,196 |
0,195 |
0,191 |
0,182 |
0,169 |
0,153 |
0,143 |
|
fV |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
|
Fψ |
198,54 |
208,28 |
219,96 |
237,47 |
260,83 |
286,14 |
317,28 |
334,8 |
|
а, м/с2 |
1,53 |
1,56 |
1,55 |
1,5 |
1,42 |
1,3 |
1,15 |
1,06 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U5=1; δ5=1,11 |
Va, км/ч |
35,25 |
58,75 |
82,25 |
105,75 |
129,25 |
152,75 |
176,25 |
188 |
FT, Н |
2828,3 |
2903,5 |
2927,88 |
2903,5 |
2830,7 |
2704,5 |
2529,7 |
2422,8 |
|
FВ, Н |
27,08 |
75,24 |
147,47 |
243,79 |
364,18 |
508,64 |
677,19 |
770,49 |
|
D |
0,143 |
0,145 |
0,142 |
0,132 |
0,120 |
0,112 |
0,095 |
0,084 |
|
fV |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,02 |
0,02 |
|
Fψ |
202,44 |
218,04 |
241,37 |
272,51 |
311,44 |
356,21 |
410,7 |
441,8 |
|
а, м/с2 |
1,17 |
1,18 |
1,15 |
1,05 |
0,92 |
0,83 |
0,65 |
0,54 |
|
U6=0,82; δ6=1,087 |
Va, км/ч |
42,75 |
71,25 |
99,75 |
128,25 |
156,75 |
185,25 |
213,75 |
230 |
FT, Н |
2319,08 |
2380,77 |
2400,7 |
2380,7 |
2321, |
19130 |
17970 |
16490 |
|
FВ, Н |
39,84 |
110,66 |
216,9 |
358,56 |
535,63 |
748,12 |
996,02 |
1153,22 |
|
D |
0,117 |
0,116 |
0,112 |
0,103 |
0,091 |
0,075 |
0,055 |
0,042 |
|
fV |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,02 |
0,02 |
0,03 |
|
Fψ |
206,3 |
229,69 |
262,78 |
309,5 |
365,9 |
434,08 |
513,88 |
564,49 |
|
а, м/с2 |
0,96 |
0,94 |
0,88 |
0,79 |
0,65 |
0,47 |
0,26 |
0,12 |
|
2.10 Сводная сравнительная таблица характеристик спроектированного автомобиля
Таблица 12 – Характеристики спроектированного автомобиля и автомобиля-прототипа
Параметры |
Значения |
|
Прототипа |
Проектируемого автомобиля |
|
1 |
2 |
3 |
1.Двигатель 1.1 Тип 1.2 Максимальная мощность Pemax/nр, кВт/об/мин 1.3 Максимальный крутящий момент Memax/nМ, Нм/об/мин 1.4 Удельная мощность Руд, кВт/т |
Дизель 135/4000
390/1750
63,83
|
Дизель 138/4000
398,46/1750
69,75 |
2. Трансмиссия 2.1 Тип 2.2 Привод 2.3 Колесная формула 2.4 Передаточные числа: - коробки передач: U1 U2 U3 U4 U5 U6
- главной передачи
|
Механич. Задний 4х2
5,24 2,91 1,81 1,27 1 -
2,35 |
Механич. Задний 4х2
4,15 2,613 1,824 1,33 1 0,82
2,46 |
3. Шины 3.1 Размерность 3.2 Радиус качения колеса rk, м |
225/65R15
0,308 |
225/65R15
0,308 |
4. Габариты 4.1 Высота Нг, м 4.2 Ширина Вг, м 4.3 Колесная база L, м 4.4 Коэффициент обтекаемости Сх - расстояние от передней оси а, м - расстояние от задней оси b, м |
1,43 1,8 3,2 - - - |
- - 2,82 0,14 1,5 1,33 |
5. Масса 5.1 Полная mа, т
5.2 Снаряженная mо, т
|
2,11
1,55 |
1,98
1,55 |
6. Расход топлива 6.1 При скорости 90 км/ч 6.2 При скорости 120 км/ч 6.3 Эксплуатационный расход топлива, Qэ.р. 6.4 Контрольный расход топлива, Qk |
- 9,8
-
- |
3,35 4,61
7,88
2,2 |
8. Вместимость 6.1 Число мест для сидения n |
5
|
5 |
|
|
|
