2. Динамические показатели атс
Расчет и построение динамической характеристики
Динамическая характеристика АТС, представляющая собой зависимость динамического фактора Dψ от скорости движения V и вычисляется по формуле:
D ψik = (Pт ik - Paik) / m a * g , (7)
где Р т ik - величина тяговой силы на i - ой передаче и k - ой частоте вращения коленчатого вала двигателя ωk ,
Рв ik - величина силы сопротивления воздуха в тех же режимах движения.
Сила сопротивления воздуха движению автомобиля определяется по формуле-8
(8)
где k и F-коэффициент обтекаемости автомобиля и лобовая площадь автомобиля
Расчет величин динамического фактора и соответствующих скоростей движения АТС целесообразно вести при следующих значениях частот вращения коленчатого вала двигателя:
ω min , ω M , ω cp = (ω M + ω N) / 2 , ω N , ω max ,
где ω min - минимальная частота вращения коленчатого вала,
ω M - частота вращения вала при максимальном моменте,
ω cp - середина рабочего диапазона частот вращения коленчатого вала,
ω N - частота вращения вала при максимальной мощности двигателя,
ω max - максимальная частота вращения коленчатого вала.
Расчет динамической характеристики АТС выбранного ранее варианта для 1-й передачи. Результаты расчета представлены в табл.6
Таблица 6
ω, 1/с |
Рт, Н |
V, м/с |
Р в , Н |
(Рт – Р в), Н |
Dψ |
62,8 |
2923,7 |
2,31481 |
0,88618788 |
2922,81381 |
0,1988309 |
125,6 |
4426,54 |
4,62963 |
3,54476684 |
4422,99523 |
0,3008840 |
188,4 |
4057,7 |
6,94444 |
7,97571391 |
4049,75429 |
0,2754935 |
282,6 |
2990,5 |
10,4167 |
17,9454941 |
2972,55451 |
0,2022146 |
314 |
2732,48 |
11,5741 |
22,1548885 |
2710,32511 |
0,1843759 |
Расчет динамической характеристики АТС выбранного ранее варианта для 2-й передачи. Результаты расчета представлены в табл.7
Таблица 7
ω, 1/с |
Рт, Н |
V, м/с |
Р в , Н |
(Рт – Р в), Н |
Dψ |
62,8 |
1840,09 |
6,78295 |
7,60908331 |
1832,48092 |
0,1246586 |
125,6 |
2785,94 |
13,5659 |
30,4363332 |
2755,50367 |
0,1874492 |
188,4 |
2553,81 |
20,3488 |
68,4814132 |
2485,32859 |
0,1690700 |
282,6 |
1882,13 |
30,5233 |
154,084189 |
1728,04581 |
0,1175541 |
314 |
1719,75 |
33,9147 |
190,226522 |
1529,52348 |
0,1040492 |
Расчет динамической характеристики АТС выбранного ранее варианта для 3-й передачи. Результаты расчета представлены в табл.8
Таблица 8
ω, 1/с |
Рт, Н |
V, м/с |
Р в , Н |
(Рт – Р в), Н |
Dψ |
62,8 |
1315,32 |
9,72222 |
15,6324121 |
1299,68759 |
0,0884141 |
125,6 |
1991,43 |
19,4444 |
62,5293913 |
1928,90061 |
0,1312177 |
188,4 |
1825,5 |
29,1667 |
140,692095 |
1684,8079 |
0,1146128 |
282,6 |
1345,38 |
43,75 |
316,55649 |
1028,82351 |
0,0699880 |
314 |
1229,3 |
48,6111 |
390,810303 |
838,489697 |
0,0570401 |
Расчет динамической характеристики АТС выбранного ранее варианта для 4-й передачи. Результаты расчета представлены в табл.9
Таблица 9
ω, 1/с |
Рт, Н |
V, м/с |
Р в , Н |
(Рт – Р в), Н |
Dψ |
62,8 |
1097,24 |
11,6667 |
22,5108124 |
1074,72919 |
0,0731108 |
125,6 |
1661,24 |
23,3333 |
90,0424778 |
1571,19752 |
0,1068842 |
188,4 |
1522,83 |
35 |
202,596154 |
1320,23385 |
0,0898118 |
282,6 |
1122,31 |
52,5 |
455,841346 |
666,468654 |
0,0453380 |
314 |
1025,48 |
58,3333 |
562,766451 |
462,713549 |
0,0314771 |
Расчет и построение характеристики разгона АТС.
Здесь предлагается упрощенный метод построения характеристики разгона АТС по величинам средних значений ускорений разгона на передачах и без учета потерь скорости движения при переключении передач.
Величина среднего значения ускорения на i -ой передаче рассчитывается по формуле:
j i cp = (Dψ i cp – f)*g / δ i , (9)
j 1cp =(0,23235978-0,02)*9,8/1,067= 1,9504451
j 2cp =(0,14055622-0,02)*9,8/1,005= 1,175573090547264
j 3cp =(0,09225454-0,02)*9,8/1,037= 0,6828297897782064
j 4cp =(0,06932438-0,02)*9,8/1,035=0,4670327768115942
где Dψ i cp- величина среднего динамического фактора на i -ой передаче,
Dψ 1 cp = (0,1988309+0,300884+0,2754935+0,2022146+0,1843759
)/5=0,23235978
Dψ 2 cp = (0,1246586+0,1874492+0,1690700+0,1175541+0,1040492
)/5=0,14055622
Dψ 3 cp =(0,0884141+0,1312177+0,1146128+0,0699880+0,0570401
)/5=0,09225454
Dψ 4 cp =(0,0731108+0,1068842+0,0898118+0,0453380+0,0314771
)/5=0,06932438
f - коэффициент сопротивления качению колес АТС на асфальте (0,02),
δ - коэффициент учета вращающихся масс, вычисляемый по формуле (2):
δ i = 1,03 + a*u i2
δ 1=1,03+0,005*(2,67)2 = 1,067
δ 2=1,03+0,005*(1,72)2 = 1,005
δ 3=1,03+0,005*(1,2)2 =1,037
δ 4=1,03+0,005*(1)2 =1,035
После определения средних величин ускорений разгона на всех передачах рассчитываются величины времени разгона на каждой передаче по формулам:
t р i = ( V i к - V i н ) / j i ср ,
где V i н и Vi к – начальные и конечные скорости разгона на i -ой передаче.
В табл.10 приведены результаты расчета динамических факторов (DΨ), коэффициентов учета вращающихся масс (δ) и средних величин разгона выбранного варианта АТС (j).
Таблица 10
передача |
DΨ |
DΨ - f |
δ |
j, м/с2 |
Vн,м/с |
Vк ,м/с |
tр , с |
1 |
0,23235978 |
0,2323598 |
1,067 |
1,9504451 |
0 |
11,5741 |
22,57465 |
2 |
0,14055622 |
0,1405562 |
1,005 |
1,175573091 |
11,5741 |
33,9147 |
26,26301 |
3 |
0,09225454 |
0,0922545 |
1,037 |
0,68282979 |
33,915 |
48,6111 |
10,03514 |
4 |
0,06932438 |
0,0693244 |
1,035 |
0,467032777 |
48,611 |
58,3333 |
4,540586 |
Рис.4. Характеристика разгона АТС как функция V ( t)