Расчет и построение тяговой характеристики

Тяговая характеристика АТС, представляющая собой зависимость силы тяги ведущих колес (Р_т) от скорости движения V на всех передачах, рассчитывается по формулам:

Р _тi = М _{е i} * η _т * u _i* * u _гп / r_g

и V _i = ω _i *r_g / u _i * u _гп (6) где i – номер передачи.

Таблица 5

ω , 1/с	Ме , Нм	Рт 1, Н	V1, м/с	Рт2, Н	V2, м/с	Рт3, Н	V3, м/с	Рт4, Н	V4, м/с
62,8	238,53	736,958	6,0471	1808,65	7,03991	1565,7	8,13231	1349,74	9,43348
94,2	355,2	1097,42	9,07065	2693,3	10,5599	2331,51	12,1985	2009,92	14,1502
125,6	361,14	1115,77	12,0942	2738,34	14,0798	2370,5	16,2646	2043,54	18,867
157	338,85	1046,9	15,1178	2569,33	17,5998	2224,19	20,3308	1917,41	23,5837
188,4	331,05	1022,81	18,1413	2510,18	21,1197	2172,99	24,3969	1873,27	28,3004
219,8	300	926,874	21,1649	2274,75	24,6397	1969,18	28,4631	1697,57	33,0172
251,2	278,66	860,942	24,1884	2112,94	28,1596	1829,11	32,5292	1576,82	37,7339
282,6	243,98	753,796	27,212	1849,97	31,6796	1601,47	36,5954	1380,58	42,4506
314	222,93	688,76	30,2355	1690,36	35,1995	1463,3	40,6615	1261,47	47,1674

Рис.3 Тяговая характеристика АТС

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 = (P_{т ik} - P_aik) / m _a * g , (7)

где Р _{т ik} - величина тяговой силы на i - ой передаче и k - ой частоте вращения коленчатого вала двигателя ω_k ,

Р_{в 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	736,958	6,0471	0,8439	736,11	0,0501
125,6	1115,77	12,0942	3,3755	1112,4	0,0757
188,4	1022,81	18,1413	7,5948	1015,2	0,0691
251,2	860,942	24,1884	13,502	847,44	0,0576
314	688,76	30,2355	21,097	667,66	0,0454

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	1808,65	7,03991	1,1437	1807,5	0,123
125,6	2738,34	14,0798	4,5748	2733,8	0,186
188,4	2510,18	21,1197	10,293	2499,9	0,1701
251,2	2112,94	28,1596	18,299	2094,6	0,1425
314	1690,36	35,1995	28,592	1661,8	0,113

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	1565,7	8,13231	1,5262	1564,2	0,1064
125,6	2370,5	16,2646	6,1047	2364,4	0,1608
188,4	2172,99	24,3969	13,736	2159,3	0,1469
251,2	1829,11	32,5292	24,419	1804,7	0,1228
314	1463,3	40,6615	38,154	1425,1	0,0969

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	1349,74	9,43348	2,0536	1347,7	0,0917
125,6	2043,54	18,867	8,2145	2035,3	0,1385
188,4	1873,27	28,3004	18,483	1854,8	0,1262
251,2	1576,82	37,7339	32,858	1544	0,105
314	1261,47	47,1674	51,341	1210,1	0,0823

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} = (D_{ψ i cp} – f)*g / δ _{i ,} (9)

j _1cp = ((0,059576-0,02)*9,8)/ 1,042168= 0,372151

j _2cp = ((0,146906-0,02)*9,8)/1,038978= 1,1970213

j _3cp = ((0,126771-0,02)*9,8)/1,036728= 1,00928671

j _4cp =((0,108733-0,02)*9,8)/1,035=0,840177198

где D_{ψ i cp}- величина среднего динамического фактора на i -ой передаче,

D_{ψ 1 cp} = (0,0501+0,0757+0,0691+0,0576+0,0454)/5=0,059576

D_{ψ 2 cp} = (0,123+0,186+0,1701+0,1425+0,113)/5=0,146906

D_{ψ 3 cp} =(0,1064+0,1608+0,1469+0,1228+0,0969)/5=0,126771

D_{ψ 4 cp} =(0,0917+0,1385+0,1262+0,105+0,0823)/5=0,108733

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*(1,56)² = 1,042168

δ ₂=1,03+0,005*(1,34)² = 1,038978

δ ₃=1,03+0,005*(1,16)² =1,036728

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 V_{i к} – начальные и конечные скорости разгона на i -ой передаче.

В табл.10 приведены результаты расчета динамических факторов (D_Ψ), 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	0,0596	0,03958	1,0422	0,3722	0	30,2355	81,2452472
2	0,1469	0,12691	1,039	1,197	30,2355	35,1995	4,14696046
3	0,1268	0,10677	1,0367	1,0093	35,1995	40,6615	5,41174271
4	0,1087	0,08873	1,035	0,8402	40,6615	47,1674	7,74348556

Рис.4. Характеристика разгона АТС как функция V ( t)