6.2. Побудова тягової характеристики автомобіля за вільною силою тяги, можливою за двигуном

Тягова характеристика автомобіля за вільною силою тяги – це залежність можливої за двигуном вільної сили тяги автомобіля Р_в.дв.т від швидкості його руху на кожній з т передач.

Значення такої характеристики зручно обчислювати у таблиці, побудованій за зразком табл. 6.1.

У першому її стовпчику наводять передаточні числа трансмісії на кожній з передач, обчислені за формулою:

, (6.7)

де т – номер передачі, т = 1, 2, … п; п+1.

6.1. Розрахунок тягової характеристики автомобіля

за вільною силою тяги, можливою за двигуном

Вихідні дані			Результати розрахунку
Номер передачі т; на ній	, рад/с	, кНм	, м/с	Рп.дв.т, кН	, кН	Рв.дв.т, кН
1	2	3	4	5	6	7
Перша передача, т=1; = …	120	0,6200	2,74	24,41	0,02	24,4
	150	0,6250	3,43	24,61	0,04	24,6
	180	0,6200	4,11	24,41	0,05	24,4
	210
	240
	270
	300
	330
…
Третя (вища) передача, т=3; = ...
Четверта передача; т=п+1=4; (приско-рювальна, овердрайв) = …

У другому і третьому стовпчиках наводять запозичені з ШХ двигуна (табл. 4.1) поточні значення кутової швидкості обертання колінчастого вала і крутного моменту . Ці значення повторюються на кожній передачі – першій, другій, …, п-ній, (п+1)-й.

У четвертому стовпчику таблиці наводять поточні значення швидкості руху автомобіля, обчислені за формулою:

, м/с, (6.8)

де – поточні значення кутової швидкості обертання колінчастого вала, рад/с, наведені у тому ж самому рядку табл. 6.1.

Обчислення для табл. 6.1 доцільно виконувати за допомогою програми EXCEL. Але їх не складно виконувати і за допомогою звичайного (арифметичного) калькулятора. У цьому випадку слід заздалегідь обчислити значення дробу для кожної з передач, записати його у вигляді числа з чотирма значущими цифрами і надалі виконувати обчислення за формулою: .

Порада. Як вже зазначалось у п. 2.3, при виконанні таких обчислень на калькуляторі немає потреби кожен раз вводити постійний коефіцієнт а. Достатньо лише перший раз виконати всі дії повністю, а надалі вводити лише другий співмножник і знак „=”. Наприклад, при а = 0,2286 слід виконувати такі дії (нуль перед комою на більшості простих калькуляторів можна не вводити): , 2 2 8 6 х 2 = 0,4572 3 = 0,6858 4 = 0,9144 Але, як вже згадувалось у п. 2.3, деякі моделі калькуляторів можуть не підтримувати таку процедуру. Тому перш за все слід перевірити наявний калькулятор – виконати на ньому обчислення за наведеним вище прикладом і пересвідчитись, що калькулятор дає правильні відповіді.

У п’ятому стовпчику наводять результати обчислення поточних значень повної колової сили автомобіля , кН, можливої за двигуном на т–ній передачі (результати записують з двома знаками після коми):

, кН, (6.9)

де – ККД трансмісії (див. п. 2.4);

М – поточні значення крутного моменту двигуна, кН·м.

Порада. Якщо обчислення за виразом (6.9) виконуються на каль-куляторі, то дріб у правій частині теж слід обчислити лише один раз (для кожної окремої передачі), а потім множити на нього всі поточні значення крутного моменту М так, як було вказано у попередній пораді.

У шостому стовпчику наводять результати обчислення поточних значень сили опору повітря, кН, теж записані з двома знаками після коми:

, (6.10)

де – поточні значення швидкості руху автомобіля, м/с.

У сьомому стовпчику наводять (з двома знаками після коми) результати обчислення поточних значень вільної сили тяги автомобіля, можливої за двигуном, кН:

, (6.11)

де і – значення повної колової сили і сили опору повітря у тому ж рядку таблиці, для якого обчислюють значення вільної сили тяги .

Порада. У табл. 6.1 є три ключових значення, за якими слід одразу ж перевірити правильність отриманих результатів: а) максимальне значення вільної сили тяги на першій передачі (у табл. 6.1 даних вказівок воно дорівнює 24,6 кН). Його слід розділити на повну вагу автомобіля , отримана частка повинна дорівнювати або бути трохи більшою, ніж прийняте у п. 1.16 значення коефіцієнта опору дороги . Перевищення отриманої частки над значенням коефіцієнта має бути приблизно таким же (у відсотках), як і перевищення прийнятого у п.5.4 передаточного числа коробки передач на першій передачі над лівою частиною виразу (5.8); б) швидкість руху автомобіля на вищій (п-ій) передачі при номінальній швидкості обертання колінвала двигуна. Вона повинна збігатися із заданою максимальною швидкістю руху ; в) вільна сила тяги на вищій (п-ій) передачі при номінальній швидкості обертання колінчастого вала двигуна. Вона повинна дорівнювати або бути трохи більшою, ніж отримане у п. 2.8 значення сили опору дороги . Перевищення сили тяги над значенням має бути приблизно таким же (у відсотках), як і перевищення прийнятої у п. 3.3 номінальної потужності двигуна над мінімально необхідною потужністю .

За даними, отриманими у табл. 6.1, на правій половині аркуша міліметрового паперу формату А3, розташованого горизонтально, будують тягову характеристику автомобіля за вільною силою тяги , можливою за двигуном.

Зразок тягової характеристики наведено на рис. 6.1, на якому зображено лише праву половину аркуша міліметрового паперу формату А3. Ліва частина аркуша повинна поки що залишатись вільною, вона буде заповнена у наступній лабораторній роботі.

По горизонтальній осі відкладають шкалу числових значень швидкості руху автомобіля V від нуля до значення, яке на 6 … 8 м/с більше за задану максимальну швидкість руху (рис. 6.1 побудовано для автомобіля із заданою максимальною швидкістю руху 24 м/с.)

По вертикальній осі будують шкалу значень вільної сили тяги автомобіля , можливої за двигуном – від нуля до деякого круглого значення, дещо більшого за максимальне значення згаданої сили, отримане у табл. 6.1.

Потім, як і у випадку із ЗШХ двигуна, числові значення можливої за двигуном вільної сили тяги автомобіля , отримані при певних швидкостях руху автомобіля V, переносять з табл. 6.1 на поле графіка у вигляді окремих точок, які за допомогою лекала з’єднують плавними лініями.

Внаслідок цього отримують (п+1) лінію тягової характеристики автомобіля, які (лінії) надають інформацію про числові значення вільної сили тяги автомобіля, можливої за двигуном, на кожній з передач залежно від швидкості руху автомобіля.

Наприклад, рис. 6.1 свідчить про наступне:

▪ найбільше значення вільної сили тяги даного автомобіля спостерігається на першій передачі при швидкості руху 3…4 м/с і дорівнює приблизно 24,5 кН;

▪ на першій передачі автомобіль може рухатись зі швидкістю не більшою, ніж 7,5 м/с; його вільна сила тяги при такій швидкості дорівнює приблизно 17 кН;

▪ зі швидкістю руху 11 м/с автомобіль може рухатись як на другій, так і на третій передачі. Вільна сила тяги автомобіля, можлива за двигуном на другій передачі, дорівнює при цій швидкості приблизно 11,5 кН, а на третій – приблизно 7 кН;

▪ на другій передачі автомобіль може рухатись зі швидкістю не більше ніж 14 м/с;

▪ при русі на третій передачі з номінальною кутовою швидкістю обертання колінчастого вала, рівною 300 рад/с, швидкість руху автомобіля дорівнює 24 м/с, а вільна сила тяги – приблизно 3,8 кН.

На вільній частині рисунка у вигляді таблички наводять специфікацію автомобіля – числові значення основних показників його роботи і конструктивних параметрів.