2.3 Построение графиков тягового баланса и динамической характеристики
При построении графиков силового баланса для различных передач и скоростей движения автомобиля рассчитывают значения, составляющих уравнения силового баланса:
(2.4)
Тяговое усилие на ведущих колесах определяют из выражения, Н:
(2.5)
где rд - динамический радиус колеса, который в нормальных условиях движения принимаем равным rст, м.
Вторую составляющую силового баланса - силу суммарного дорожного сопротивления определяют по формуле, Н:
(2.6)
где G=gm полный вес автомобиля, Н;
g= 9,8I м/с2 - ускорение свободного падения.
В расчетах не учитывается влияние скорости движения на коэффициент сопротивления качению, в связи c этим =const.
Полный вес автомобиля Volkswagen Passat B6
G=9,81∙1397=13704,57 Н,
а при заданном = 0,017 сила сопротивления автомобиля
Р =0,017 ∙ 13704,57 = 232,977 Н.
Сила сопротивления воздуха, Н:
(2.7)
где F (м2) - лобовая площадь автомобиля;
V (км/ч) - скорость автомобиля;
К -коэффициент сопротивления воздуха.
Коэффициент сопротивления воздуха можно вычислить по выражению:
где ρ - плотность воздуха = 1,225кг/м3
Лобовая площадь может быть определена по чертежу автомобиля, а при его отсутствии приближенно по формуле:
(2.8)
где - коэффициент заполнения площади ; для данной модели автомобиля принимаем = 0,79.
F = 0,791,6401,814 = 2,35 м2
Сила сопротивления разгону, Н:
(2.9)
где - коэффициент, учитывающий влияние инерции вращающихся масс автомобиля;
j (м/с2) - ускорение автомобиля в поступательном движении .
При построении и анализе графиков силового баланса величина Pj не рассчитывается, а определяется как разность тягового усилия Рk и суммы сопротивлений движению P+Pw.
График силового баланса и все последующие строят в функции скорости автомобиля V, км/ч, которая связана с частотой вращения вала двигателя n зависимостью:
(2.10)
Динамический фактор автомобиля D определяю для различных передач и скоростей движения по формуле:
(2.11)
Переменные по скорости величины Рk, Pw и D рассчитываю по формулам (2.5), (2.7), (2.11) и сводят в таблицу 2.3. По рассчитанным величинам строю график силового баланса автомобиля и график динамической характеристики. Постоянные величины в формулах целесообразно для упрощения расчетов привести к общим коэффициентам.
Для построения графика силового баланса рассчитываем сумму P+Pw, которая зависит от скорости и не зависит от передаточного числа коробки передач.
Поэтому расчет приведенный выше выполнен применительно к скоростям, соответствующим высшей передаче.
Таблица 2.3 - Результаты расчетов силового баланса и динамической характеристики автомобиля Volkswagen Passat B6
Параметры |
Значение параметров |
||||||||||
n, об/мин |
800 |
1200 |
1600 |
2000 |
2400 |
2800 |
3200 |
3600 |
4000 |
4400 |
|
Me , Hм |
213,2515 |
222,44338 |
227,9585 |
229,79688 |
227,9585 |
222,44338 |
213,2515 |
200,38288 |
183,8375 |
163,6154 |
|
1-я передача
|
v , км/ч |
6,49101 |
9,736514 |
12,98202 |
16,227 |
19,473 |
22,718 |
25,964 |
29,209 |
32,455 |
35,70 |
Pk , H |
9115,888 |
9508,8147 |
9744,57 |
9823,1556 |
9744,5704 |
9508,8147 |
9115,8884 |
8565,7917 |
7858,525 |
6994,087 |
|
Pw , H |
4,486769 |
10,09523 |
17,94707 |
28,042304 |
40,380918 |
54,962917 |
71,788299 |
90,857066 |
112,1692 |
135,7248 |
|
Pk - Pk ,H |
9111,402 |
9498,7194 |
9726,623 |
9795,1133 |
9704,1895 |
9453,8518 |
9044,1001 |
8474,9347 |
7746,355 |
6858,362 |
|
D |
0,664844 |
0,693106 |
0,709736 |
0,7147334 |
0,7080988 |
0,6898321 |
0,6599332 |
0,6184021 |
0,565239 |
0,500443 |
|
2-я передача
|
v , км/ч |
11,53623 |
17,30435 |
23,07247 |
28,840 |
34,608 |
40,376 |
46,144 |
51,913 |
57,681 |
63,44 |
Pk , H |
5129,171 |
5350,2564 |
5482,907 |
5527,1243 |
5482,9073 |
5350,2564 |
5129,1714 |
4819,6524 |
4421,699 |
3935,313 |
|
Pw , H |
14,1722 |
31,887449 |
56,6888 |
88,576248 |
127,5498 |
173,60945 |
226,7552 |
286,98704 |
354,305 |
428,709 |
|
Pk - Pk ,H |
5114,999 |
5318,3689 |
5426,219 |
5438,5481 |
5355,3575 |
5176,6469 |
4902,4162 |
4532,6654 |
4067,394 |
3506,603 |
|
D |
0,373233 |
0,3880727 |
0,395942 |
0,3968419 |
0,3907717 |
0,3777314 |
0,3577213 |
0,3307412 |
0,296791 |
0,255871 |
|
3-я передача
|
v , км/ч |
17,43891 |
26,15836 |
34,87782 |
43,597 |
52,316 |
61,036 |
69,755 |
78,475 |
87,194 |
95,91 |
Pk , H |
3393,063 |
3539,3157 |
3627,067 |
3656,3178 |
3627,0673 |
3539,3157 |
3393,063 |
3188,3092 |
2925,054 |
2603,298 |
|
Pw , H |
32,38529 |
72,866912 |
129,5412 |
202,40809 |
291,46765 |
396,71986 |
518,16471 |
655,80221 |
809,6324 |
979,6552 |
|
Pk - Pk ,H |
3360,678 |
3466,4488 |
3497,526 |
3453,9098 |
3335,5997 |
3142,5958 |
2874,8983 |
2532,507 |
2115,422 |
1623,643 |
|
D |
0,245223 |
0,2529411 |
0,255209 |
0,2520261 |
0,2433932 |
0,2293101 |
0,2097766 |
0,1847929 |
0,154359 |
0,118475 |
|
4-я передача
|
v , км/ч |
24,67155 |
37,00732 |
49,3431 |
61,678 |
74,014 |
86,350 |
98,686 |
111,02 |
123,35 |
135,6 |
Pk , H |
2398,363 |
2501,7402 |
2563,767 |
2584,4424 |
2563,7669 |
2501,7402 |
2398,3625 |
2253,6338 |
2067,554 |
1840,123 |
|
Pw , H |
64,81895 |
145,84265 |
259,2758 |
405,11846 |
583,37059 |
794,03219 |
1037,1033 |
1312,5838 |
1620,474 |
1960,773 |
|
Pk - Pk ,H |
2333,544 |
2355,8976 |
2304,491 |
2179,3239 |
1980,3963 |
1707,7081 |
1361,2593 |
941,04995 |
447,0801 |
-120 |
|
D |
0,1702 |
0,171906 |
0,168155 |
0,1590217 |
0,1445063 |
0,1246087 |
0,0993289 |
0,0686669 |
0,032623 |
-0000,008 |
|
5-я передача
|
v , км/ч |
30,1026 |
45,15390 |
60,2052 |
75,256 |
90,307 |
105,35 |
120,41 |
135,46 |
150,51 |
165,5 |
Pk , H |
1965,655 |
2050,3812 |
2101,217 |
2118,1624 |
2101,2171 |
2050,3812 |
1965,6547 |
1847,0376 |
1694,53 |
1508,132 |
|
Pw , H |
96,49776 |
217,11996 |
385,991 |
603,11101 |
868,47985 |
1182,0976 |
1543,9642 |
1954,0797 |
2412,444 |
2919,057 |
|
Pk - Pk ,H |
1869,157 |
1833,2612 |
1715,226 |
1515,0514 |
1232,7372 |
868,28359 |
421,69049 |
-107 |
-717,9 |
-1410 |
|
D |
0,136389 |
0,1337701 |
0,125157 |
0,1105508 |
0,0899508 |
0,0633572 |
0,0307701 |
-0,007 |
0,052 |
0,102 |
|
Рисунок 2.2 -Тяговый баланс автомобиля Volkswagen Passat B6
Рисунок 2.3 - Динамическая характеристика автомобиля
Volkswagen Passat B6