5. Расчет и построение универсальной динамической характеристики автомобиля
Для сравнительной оценки тягово-динамических качеств автомобилей, имеющих различный вес и мощность, служит удельный показатель - динамический фактор.
Динамический фактор определяется по формуле
; (60)
где Рk - касательная сила тяги автомобиля, Н;
Pw - сила сопротивления воздуха, Н;
G - вес автомобиля, Н.
Касательная сила тяги автомобиля и сила сопротивления воздуха определяется по формулам:
,
Н; (61)
,
Н; (62)
Расчеты выполняют для режимов работы двигателя, соответствующих угловой скорости вращения коленчатого вала - 20, 40, 50, 60, 80, 100 и 120% от ωн в такой последовательности:
1. Скорость движения автомобиля по формуле:
,км/ч; (63)
2. Для этих же режимов работы двигателя определяют величины касательной силы тяги и силы сопротивления воздуха по формулам (61) и (62).
Величина динамического фактора зависит от веса автомобиля. Поэтому расчет и построение характеристики ведут сначала для порожнего автомобиля, а потом путем дополнительных построений преобразуют ее в универсальную характеристику, позволяющую находить динамический фактор для любого веса автомобиля или автомобиля с прицепом (автопоезда). Порожний вес автомобиля равен собственному весу автомобиля Go плюс вес водителя
,
Н;
Н.
Коэффициент нагрузки автомобиля Г = 1 соответствует порожнему автомобилю, а Г = 2 - автомобилю, имеющему вес, равный удвоенному весу порожнего автомобиля
; (64)
По результатам расчета, соответственно числу передач, в зависимости от скоростного режима движения автомобиля строится график динамической характеристики D=f(v) для коэффициента нагрузки Г=1 (порожний автомобиль).
При известном значении динамического фактора максимальный угол подъема определяется из следующего выражения:
(65)
Движение на подъем с максимальным углом происходит при условии работы двигателя с максимальным крутящим моментом Mk max. При этом значения динамического фактора Dmax не должны превышать значения динамического фактора по сцеплению Dφ.
=0,7*0,8=0,56
Коэффициент сопротивления качению f является функцией скорости движения
(66)
где f0 - значение коэффициента сопротивления качению при скорости V<30
км/ч.
Т.к. по заданию дано значение ѱ = f при движении с заданной скоростью на горизонтальном участке дороги, то
(67)
Максимальный коэффициент нагрузки автомобиля рассчитывается по формуле:
Результаты расчетов максимальных скоростей движения и максимальных углов подъема автомобиля по передачам с различной нагрузкой заносятся в таблицу 2.
Таблица 2
Параметры универсальной динамической характеристики
Передача |
ω, 1/с |
V км/ч |
Pk, H |
Pw, H |
D |
f |
|
Г=1 |
Г=1,902629 |
|
|||||
1 |
60 |
1,5712077 |
27671,1354 |
0,425374918 |
0,9887428 |
0,5196719 |
0,021076 |
120 |
3,1424155 |
29579,53408 |
1,701499673 |
1,056889 |
0,5554888 |
0,021083 |
|
150 |
3,9280193 |
29818,03991 |
2,658593239 |
1,0653772 |
0,5599501 |
0,021089 |
|
180 |
4,7136232 |
29579,53408 |
3,828374264 |
1,056813 |
0,5554488 |
0,021096 |
|
240 |
6,2848309 |
27671,1354 |
6,805998692 |
0,9885148 |
0,5195521 |
0,021115 |
|
300 |
7,8560386 |
23854,4554 |
10,63437296 |
0,8519986 |
0,4478007 |
0,021138 |
|
360 |
9,4272464 |
18129,37671 |
15,31349706 |
0,6472602 |
0,3401926 |
0,021167 |
|
2 |
60 |
2,6535561 |
16384,46675 |
1,213280492 |
0,5854141 |
0,307687 |
0,02108 |
120 |
5,3071122 |
17514,45633 |
4,85312197 |
0,6256614 |
0,3288405 |
0,021103 |
|
150 |
6,6338903 |
17655,67897 |
7,583003078 |
0,6306101 |
0,3314414 |
0,021119 |
|
180 |
7,9606683 |
17514,45633 |
10,91952443 |
0,6254446 |
0,3287265 |
0,02114 |
|
240 |
10,614224 |
16384,46675 |
19,41248788 |
0,5847638 |
0,3073452 |
0,021192 |
|
300 |
13,267781 |
14124,55707 |
30,33201231 |
0,5036215 |
0,2646977 |
0,021258 |
|
360 |
15,921337 |
10734,65782 |
43,67809773 |
0,3820151 |
0,2007828 |
0,02134 |
|
3 |
60 |
4,4814953 |
9701,472214 |
3,460593192 |
0,3465339 |
0,1821343 |
0,021094 |
120 |
8,9629905 |
10370,55487 |
13,84237277 |
0,3700709 |
0,194505 |
0,021158 |
|
150 |
11,203738 |
10454,17477 |
21,62870745 |
0,3727806 |
0,1959292 |
0,021205 |
|
180 |
13,444486 |
10370,55487 |
31,14533873 |
0,3694527 |
0,1941801 |
0,021263 |
|
240 |
17,925981 |
9701,472214 |
55,36949108 |
0,3446791 |
0,1811594 |
0,021412 |
|
300 |
22,407476 |
8363,348049 |
86,51482981 |
0,2957517 |
0,1554437 |
0,021602 |
|
360 |
26,888972 |
6356,141225 |
124,5813549 |
0,222669 |
0,1170323 |
0,021835 |
|
4 |
60 |
7,5686361 |
5744,377336 |
9,870517373 |
0,2049081 |
0,1076973 |
0,021133 |
120 |
15,137272 |
6140,550533 |
39,48206949 |
0,2180063 |
0,1145816 |
0,021314 |
|
150 |
18,92159 |
6190,063045 |
61,69073358 |
0,2189819 |
0,1150944 |
0,02145 |
|
180 |
22,705908 |
6140,550533 |
88,83465636 |
0,2162428 |
0,1136547 |
0,021616 |
|
240 |
30,274544 |
5744,377336 |
157,928278 |
0,1996176 |
0,1049167 |
0,022039 |
|
300 |
37,843181 |
4952,055309 |
246,7629343 |
0,1681317 |
0,0883681 |
0,022582 |
|
360 |
45,411817 |
3763,560086 |
355,3386254 |
0,1217842 |
0,0640084 |
0,023246 |
|
5 |
60 |
12,782368 |
3505,716632 |
28,15316964 |
0,1242619 |
0,0653106 |
0,021245 |
120 |
25,564736 |
3747,495834 |
112,6126786 |
0,1298834 |
0,0682652 |
0,021762 |
|
150 |
31,95592 |
3777,712658 |
175,9573103 |
0,1286996 |
0,067643 |
0,022149 |
|
180 |
38,347104 |
3747,495834 |
253,3785268 |
0,1248534 |
0,0656215 |
0,022622 |
|
240 |
51,129472 |
3505,716632 |
450,4507143 |
0,1091722 |
0,0573797 |
0,023827 |
|
300 |
63,91184 |
3022,1731 |
703,8292411 |
0,0828402 |
0,0435398 |
0,025377 |
|
352,047448 |
75 |
2406,886254 |
969,2307795 |
0,051371 |
0,027 |
0,027 |
|
Таблица 3
Максимальные скорости движения и максимальные углы подъёма
Параметры |
Передача |
||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
|
9,4272464 |
15,921337 |
26,888972 |
45,411817 |
75 |
|
32,84 |
32,838 |
20,6673 |
11,4175 |
6,124 |
Г = 1,902629. |
32,84 |
18,142 |
10,0817 |
5,3787 |
2,6088 |
,
км/ч
Г
=1