2.1.2 График силового баланса
Построение графика силового баланса начинается с определения всех сил, действующих на автомобиль, записанных в виде уравнения тягового баланса:
,
(2.7)
где
- сила тяги или окружная сила на ведущих
колесах, Н;
-
сила сопротивления качению, Н;
-
сила сопротивлению подъему, Н;
-
сила сопротивления воздуху, Н;
-
сила сопротивления разгону, Н.
Полная окружная сила на ведущих колесах определяется по формуле:
,
(2.8)
где
- текущее значение крутящего момента
двигателя, соответствующее угловой
скорости
и рассматриваемой скорости движения
автомобиля, умноженное на коэффициент
,
учитывающий реальные условия эксплуатации,
Н м;
-
коэффициент, учитывающий реальные
условия эксплуатации (для легковых
автомобилей
);
Текущее значение крутящего момента двигателя Ме’ определяется по формуле:
Ме’ = Ме ·Кр=80,19*0,9=72,17 ,
-
передаточное отношение трансмиссии;
-
КПД трансмиссии;
-
радиус качения колеса, м.
,
(2.9)
где
- передаточное отношение коробки передач;
-
передаточное отношение раздаточной
коробки (делителя);
-
передаточное отношение главной передачи.
,
(2.10)
где
- число пар цилиндрических шестерен,
передающих энергию на данной передаче;
-
число пар конических и гипоидных
шестерен;
-
число карданных шарниров;
,
(2.11)
где
- диаметр обода, м;
-
номинальная ширина профиля, м;
-
коэффициент, показывающий отношение
высоты профиля шины
к ширине
;
-
коэффициент вертикальной деформации
(
).
Принимаем
Скорость движения автомобиля при частоте вращения коленчатого вала и соответствующей передаче определяется по формуле:
,
(2.12)
где
- скорость автомобиля, м/с.
Сила сопротивления дороги равна:
;
(2.13)
;
(2.14)
где
- коэффициент сопротивления качению;
-
вес автомобиля, Н;
-
угол наклона дороги, град.;
;
(2.15)
.
(2.16)
Значения
рассчитываются для горизонтального
участка дороги с асфальтобетонным
покрытием, следовательно
.
Величину
коэффициента сопротивления качению
для малой скорости, до 50 км/ч,
выбираем в зависимости от типа автомобилей
(для легковых автомобилей
).
Для скоростей движения, больших 50 км/ч, коэффициент сопротивления качению определяем по формуле:
(2.17)
где - скорость автомобиля, м/с.
Сила сопротивления воздуха определяется по формуле:
,
(2.18)
где
- коэффициент сопротивления воздуха, Н
· с2
· м-4;
-
площадь лобового сопротивления, м2;
- скорость автомобиля, м/с.
Коэффициент
сопротивления воздуха принимаем для
легковых автомобилей
.
Принимаем
.
Площадь лобового сопротивления приближенно может быть определена по выражению:
,
(2.19)
где
- коэффициент заполнения площади (для
легковых автомобилей
).
Принимаем
;
и
- габаритная ширина и высота автомобилей
соответственно, м.
Максимальная скорость Va = 135 км/ч (37,5м/с),
Определение диапазона скоростей на каждой передаче и максимальной силы сопротивления разгону на каждой передаче:
Диапазоны
скоростей: Сила сопротивления разгону
на: 
На 1-й передаче 7,63 – 45,83 км/ч, 4250 H
На 2-й передаче 12,5 – 74,7 км/ч, 2250 Н
На 3-й передаче 19,3 – 115,5 км/ч, 1200 Н
На 4-й передаче 28,7 – 135 км/ч. 750 Н
Путь выбега со скорости 50 км/ч составляет 643м
Результаты расчета параметров для построения графиков тяговой характеристики сведены в табл. 2.3.
Таблица 2.3 – Тяговая характеристика автомобиля
Параметры |
Размерность |
Значения параметров |
||||||
1 передача
|
|
1/с |
117,2 |
234,4 |
351,7 |
468,9 |
586,1 |
703,3 |
|
м/с |
2,12 |
4,24 |
6,37 |
8,49 |
10,61 |
12,73 |
|
' |
Н · м |
72,17 |
80,82 |
83,72 |
80,83 |
72,17 |
57,74 |
|
|
Н |
3639,81 |
4076,07 |
4222,32 |
4076,57 |
3639,81 |
2912,05 |
|
2 передача
|
|
1/с |
117,2 |
234,4 |
351,7 |
468,9 |
586,1 |
703,3 |
|
м/с |
3,46 |
6,92 |
10,38 |
13,84 |
17,30 |
20,76 |
|
' |
Н · м |
72,17 |
80,82 |
83,72 |
80,83 |
72,17 |
57,74 |
|
|
Н |
2231,73 |
2499,21 |
2588,89 |
2499,52 |
2231,73 |
1785,51 |
|
3 передача
|
|
1/с |
117,2 |
234,4 |
351,7 |
468,9 |
586,1 |
703,3 |
|
м/с |
5,35 |
10,69 |
16,05 |
21,39 |
26,74 |
32,09 |
|
' |
Н · м |
72,17 |
80,82 |
83,72 |
80,83 |
72,17 |
57,74 |
|
|
Н |
1444,19 |
1617,29 |
1675,32 |
1617,49 |
1444,19 |
1155,43 |
|
4 передача |
|
1/с |
117,2 |
234,4 |
351,7 |
468,9 |
586,1 |
703,3 |
|
м/с |
7,96 |
15,92 |
23,88 |
31,84 |
39,80 |
47,76 |
|
' |
Н · м |
72,17 |
80,82 |
83,72 |
80,83 |
72,17 |
57,74 |
|
|
Н |
970,32 |
1086,61 |
1125,6 |
1086,75 |
970,32 |
776,31 |
|
|
- |
0,015 |
0,0165 |
0,0184 |
0,0211 |
0,0245 |
0,0287 |
|
Рψ |
Н |
203,25 |
223,58 |
249,32 |
285,91 |
331,98 |
388,89 |
|
|
Н |
34,84 |
139,37 |
313,66 |
557,54 |
871,08 |
1254,28 |
|
Рψ+ Рb |
Н |
238,08 |
362,9 |
562,98 |
843,44 |
1203,05 |
1643,16 |
|
Рис.2.2 Тяговая характеристика автомобиля