Определение тягово-динамических и топливо-экономических свойств автомобиля

      F_k6 = 5,7 кН               V_k6 = 48 км/ч.

      5) Скоростной диапазон автомобиля на i-ой передаче, определяется по формуле:

      d_Vi =

.

      d_v6 =

.

      6) Силовой диапазон автомобиля  на i-ой передачи, равный:

      d_Fi =

,

где F_kimax и F_kvi – соответственно максимальное значение окружной силы и значение окружной силы при максимальной скорости в случае движения автомобиля на i-ой передаче.

      d_F6 =

.

Особыми точками  тяговой характеристики автомобиля являются:

• максимальная скорость движения автомобиля ;
• окружная сила при максимальной скорости ;
• максимальная окружная сила на высшей передаче , где - номер высшей передачи;
• максимальная окружная сила , развиваемая на ведущих колесах автомобиля;
• минимальная устойчивая скорость движения автомобиля ;
• окружная сила по сцеплению шин ведущих колес с дорогой ;
• критическая скорость движения автомобиля по условию величины окружной силы на высшей передаче ;
• скоростной диапазон автомобиля на высшей передаче ;
• силовой диапазон автомобиля на высшей передаче .

   Значения  особых точек тяговой характеристики автомобиля приведены в таблице 3.2. 

Таблица 3.2 Значения особых точек тяговой характеристики автомобиля

параметр	Vamax	Fkv	Fk6max	Fkmax	Vamin	Fφ	Vk6	dV6	dF6
размерность	км/ч	кН	кН	кН	км/ч	кН	км/ч	-	-
значение	90	5,3	5,7	78,4	4	93,5	48	1,875	1,075

 
 

    3.2 Динамическая характеристика  автомобиля 

    Методы  силового и мощностного балансов затруднительно использовать при сравнении тягово-динамических свойств автомобилей, имеющих различные веса и грузоподъемности, т. к. при движении их в одинаковых условиях силы и мощности, необходимые для преодоления суммарного дорожного сопротивления различны. Поэтому применяют метод решения уравнения движения с помощью динамической характеристики. Воспользуемся динамическим фактором – отношение свободной силы тяги к весу автомобиля: 

    D = ( F_ki – F_вi ) / G_a                                  (3.7)

    Данные  расчёта заносим в таблицу 3.4 

    3.2.1 Построение динамической характеристики 

    Графическое изображение динамического фактора  от скорости движения автомобиля при  различных передачах и полной нагрузке называется динамической характеристикой. При построении динамической характеристики используем следующие допущения:

    1)  двигатель работает по внешней  скоростной характеристике;

    2 ) автомобиль движется по ровной  горизонтальной дороге. 

    График  динамической характеристики представлен на рисунке 3. 

    3.2.2 Практическое использование  динамической характеристики 

    Динамическая  характеристика позволяет определить:

      1) Максимальная скорость движения автомобиля V_max.

      Максимальная  скорость определяется из условия: D = y.

      V_max = 90 км/ч.

2) Максимальное дорожное сопротивление F_nymax, преодолеваемое автомобилем на высшей передаче. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

      Для определения максимального дорожного  сопротивления необходимо по графику  динамической характеристики найти  D_nmax и определить F_nymax по формуле:

      F_nymax = D_nmax G_a = 0,03×151711,65 = 4551,3 Н.

      3) Максимальный подъем i_max, преодолеваемый автомобилем на данной передаче.

      Если  известна величина сопротивления качению  автомобиля в функции скорости его  движения f_V, то по разности (D_imax - f_V) можно определить максимальный уклон, преодолеваемый автомобилем на данной передаче:

      i_max = D_imax - f_V.

Максимальный  уклон на первой передачи:

        i_max = 0,31 – 0,008 = 0,302.

      4) Критическая скорость движения автомобиля по условиям величины окружной силы V_ki и область устойчивого движения автомобиля при полной нагрузке двигателя.

      Абсциссы  точек перегиба кривых динамического  фактора  D_ki характеризуют критическую скорость V_ki по условию развиваемой окружной силы.

      V_k6 = 48 км/ч.

      5) Зона движения автомобиля без буксования ведущих колес.

      Предельное  значение окружной силы ограничивается силой сцепления ведущих колес  автомобиля с поверхностью дорожного  покрытия F_j, т.е. ограничено силой F_j = j G_j = 0,8×116818 = 93454,4 Н  

      D_j = j . 

      где G_φ / G_a=k_f –коэффициент сцепного веса

6) Условие безостановочного движения. 

D_φ > D > f

D_φ=0,616

0,616 > D > 0.008 

Особыми точками  динамической характеристики автомобиля являются:

• максимальная скорость движения автомобиля ;
• динамический фактор при максимальной скорости движения автомобиля ;
• максимальный динамический фактор на высшей передаче , где - номер высшей передачи;
• максимальный динамический фактор автомобиля ;
• максимальное дорожное сопротивление, преодолеваемое автомобилем на высшей передаче ;
• максимальный подъем, преодолеваемый автомобилем на высшей передаче ;
• минимальная устойчивая скорость движения автомобиля на низшей передаче;
• динамический фактор по сцеплению шин с поверхностью дорожного покрытия ;
• критическая скорость движения автомобиля на высшей передаче ;
• скоростной диапазон автомобиля на высшей передаче

• силовой диапазон автомобиля на высшей передаче

       

Значения особых точек динамической характеристики автомобиля приведены в таблице 3.3.

Таблица 3.3 Практическое применение динамической характеристики

параметр	Vamax	Dv	D6max	Dmax	F6ψmax	I6max	Vmin	Dφ	Vk6	dV6	dD6
размерность	км/ч	-	-	-	кН	-	км/ч	-	км/ч	-	-
значение	90	0,02	0,03	0,31	4,55	0,302	4	0,616	48	1,875	1,500

 
 

    3.3 Ускорение автомобиля  при разгоне 

    Ускорение рассчитывают применительно к горизонтальной дороге с твердым покрытием при  условии максимального использования  мощности двигателя и отсутствии буксования ведущих колес. Величину ускорения находим из уравнения, связывающего динамический фактор с условиями движения автомобиля:

    a_x = ( D_i – f_Vi )×g / δ                              (3.11) 

    где f_V – коэффициент сопротивления качению: 

         f_V = f₀×[1 + ( 0.006^.V)² ]                             (3.12)

где f₀ – коэффициент сопротивления качению колеса, катящегося с постоянной скоростью, не превышающей 50 км/ч, с постоянным радиусом ( f₀ = 0.008 ).

    Минимальная устойчивая скорость соответствует  минимальным устойчивым оборотам коленчатого вала двигателя. В интервале от 0 до V_min автомобиль трогается с места при пробуксовке сцепления и постоянном увеличении подачи топлива. Процесс трогания кратковремен, и определяется индивидуальными способностями водителя, поэтому считают, что разгон начинается со скорости V_min на передаче, с которой происходит трогание автомобиля с места.

      Результаты расчетов динамической  характеристики автомобиля и  ускорений на передачах представлены в таблице 3.4 

Таблиа 3.4 Результаты расчетов динамической характеристики автомобиля.

параметры				частота вращения коленвала
обозначение		размерность		800	950	1105	1300	1600	1900	2100
ne/np				0,38	0,45	0,53	0,62	0,76	0,90	1,00
Pе  ст		кВт		66,76	79,69	92,86	108,93	131,99	152,12	163,40
Ре		кВт		63,42	75,70	88,21	103,49	125,39	144,51	155,23
Ме  ст		Нм		796,93	801,08	802,53	800,25	787,82	764,58	743,08
Ме		Нм		757,08	761,03	762,40	760,24	748,43	726,35	705,93
Продолжение таблицы 3.4
передача 1
7,29	3,165764	V	км/ч	4,00	4,75	5,53	6,50	8,00	9,50	10,50
		Fк	Н	48521,06	48773,74	48861,91	48723,20	47966,61	46551,62	45242,51
		f		0,008005	0,008006	0,008009	0,008012	0,008018	0,008026	0,008032
		Ff	Н	1214,39	1214,68	1215,03	1215,54	1216,49	1217,64	1218,51
U1=	δ1=	Fв	Н	3,83	5,40	7,30	10,11	15,31	21,59	26,37
		D		0,31	0,31	0,31	0,31	0,31	0,30	0,29
		аx	м/с2	0,94	0,95	0,95	0,95	0,93	0,90	0,87
передача 2
4,44	1,828544	V	км/ч	6,57	7,80	9,07	10,67	13,14	15,60	17,24
		Fк	Н	29551,92	29705,81	29759,52	29675,04	29214,23	28352,43	27555,11
		f		0,008012	0,008018	0,008024	0,008033	0,00805	0,00807	0,008086
		Ff	Н	1215,58	1216,35	1217,29	1218,67	1221,23	1224,32	1226,68
U2=	δ2=	Fв	Н	10,32	14,55	19,68	27,24	41,27	58,20	71,09
		D		0,19	0,19	0,19	0,19	0,18	0,18	0,17
		аx	м/с2	0,96	0,96	0,97	0,96	0,95	0,92	0,89
передача 3
2,7	1,3316	V	км/ч	10,80	12,83	14,92	17,55	21,60	25,65	28,35
		Fк	Н	17970,76	18064,35	18097,00	18045,63	17765,41	17241,34	16756,49
		f		0,008034	0,008047	0,008064	0,008089	0,008134	0,008189	0,008231
		Ff	Н	1218,79	1220,88	1223,42	1227,15	1234,08	1242,44	1248,81
U3=	δ3=	Fв	Н	27,90	39,34	53,23	73,67	111,60	157,38	192,25
		D		0,11	0,11	0,11	0,11	0,11	0,11	0,10
		аx	м/с2	0,75	0,76	0,76	0,76	0,74	0,72	0,69
передача 4
1,64	1,147584	V	км/ч	17,78	21,11	24,56	28,89	35,56	42,23	46,67
		Fк	Н	10915,57	10972,42	10992,25	10961,05	10790,84	10472,52	10178,01
		f		0,008091	0,008128	0,008174	0,00824	0,008364	0,008514	0,008627
		Ff	Н	1227,51	1233,17	1240,05	1250,17	1268,95	1291,61	1308,88
U4=	δ4=	Fв	Н	75,62	106,64	144,28	199,69	302,49	426,56	521,09
		D		0,06	0,06	0,06	0,06	0,06	0,06	0,06
		аx	м/с2	0,48	0,48	0,48	0,48	0,47	0,44	0,43
передача 5
1	1,08	V	км/ч	29,16	34,63	40,28	47,39	58,32	69,26	76,55
		Fк	Н	6655,84	6690,50	6702,59	6683,57	6579,78	6385,68	6206,11
		f		0,008245	0,008345	0,008467	0,008647	0,00898	0,009381	0,009687
		Ff	Н	1250,85	1266,08	1284,58	1311,80	1362,30	1423,26	1469,70
U5=	δ5=	Fв	Н	203,39	286,82	388,05	537,09	813,58	1147,27	1401,51
		D		0,04	0,04	0,04	0,04	0,03	0,03	0,03
		аx	м/с2	0,25	0,25	0,25	0,24	0,23	0,21	0,20
передача 6
0,85	1,0689	V	км/ч	34,31	40,74	47,39	55,75	68,61	81,48	90,05
		Fк	Н	5657,46	5686,92	5697,21	5681,03	5592,81	5427,83	5275,19
		f		0,008339	0,008478	0,008647	0,008895	0,009356	0,009912	0,010336
		Ff	Н	1265,12	1286,21	1311,80	1349,48	1419,38	1503,75	1568,03
U6=	δ6=	Fв	Н	281,51	396,98	537,09	743,37	1126,06	1587,92	1939,81
		D		0,03	0,03	0,03	0,03	0,03	0,03	0,02
		аx	м/с2	0,19	0,19	0,19	0,18	0,17	0,15	0,13