1.2.2. Мощностной баланс автомобиля.

а) Определение радиуса качения. (формула 20)

Принимаем, что r_СТ  r_Д  r_К

Размерность шины принимаем по прототипу a/b Rc = 175/65 R 14

Радиус статический (формула (20)) полагаем приблизительно равным радиусу динамическому и радиусу качения, при _СМ = 0,85 для радиальных шин легкового автомобиля имеем: r_К =12.7 · 14 + 0.85 · 175 · 65 · 10^-2 = 274.4875 (мм) = 0.274 (м),

б) Определение передаточного отношения главной передачи. (формула (19))

u_Г = ,

где n_Vmax – частота вращения коленчатого вала двигателя при максимальной скорости автомобиля.

u_Г = 0.105 * 0.274 * 6160/52.778 = 3.358,

в) Определение передаточного отношения низшей (I-й передачи). (формула (22))

u_kI = ,

u_k1 = 0.105 * 0.274 * 750/(2 * 3.358) = 3.213,

г) Определение передаточных отношений промежуточных передач. (формула (23))

Принимаем число передач по прототипу равным 5.

Знаменатель геометрической прогрессии . Принимаем u_k5 = 1;

; q = 1.339,

Передаточное отношение II передачи

u_k2= u_k1/q = 3.21374/1.339 = 2.4

Передаточное отношение III передачи

u_k3= u_k1/q² = 3.213/1.339² = 1.792

Передаточное отношение IV передачи

u_k4= u_k1/q³ = 3.213/1.339³ = 1.338

По согласованию с руководителем проектирования коррекция передаточных отношений в данном расчете упускается.

д) Определение значений скорости автомобиля на каждой передаче при различных

расчетных частотах. (формула (25))

Vi,x = , - скорость на i^ой передаче и x^ой частоте (м/с),

Первая передача:

V_1,n_min = 0.105 * 0.274 * 750/(3.213 * 3.358) = 2, (м/с)

V_1,n_ч1 = 0.105 * 0.274 * 1775/(3.213 * 3.358) = 4.733, (м/с)

V_1,n_М = 0.105 * 0.274 * 2800/(3.213 * 3.358) = 7.466, (м/с)

V_1,n_ч2 = 0.105 * 0.274 * 4200/(3.213 * 3.358) = 11.199, (м/с)

V_1,n_N = 0.105 * 0.274 * 5600/(3.213 * 3.358) = 14.933, (м/с)

V_1,n_max = 0.105 * 0.274 * 6160/(3.213 * 3.358) = 16.426, (м/с)

Вторая передача:

V_2,n_min = 0.105 * 0.274 * 750/(2.4 * 3.358) = 2.677, (м/с)

V_2,n_x1 = 0.105 * 0.274 * 1775/(2.4 * 3.358) = 6.336, (м/с)

V_2,n_M = 0.105 * 0.274 * 2800/(2.4 * 3.358) = 9.996, (м/с)

V_2,n_x2 = 0.105 * 0.274 * 4200/(2.4 * 3.358) = 14.993, (м/с)

V_2,n_N = 0.105 * 0.274 * 5600/(2.4 * 3.358) = 19.991, (м/с)

V_2,n_max = 0.105 * 0.274 * 6160/(2.4 * 3.358) = 21.99, (м/с)

Третья передача:

V_3,n_min = 0.105 * 0.274 * 750/(1.792 * 3.358) = 3.586, (м/с)

V_3,n_x1 = 0.105 * 0.274 * 1775/(1.792 * 3.358) = 8.486, (м/с)

V_3,n_M = 0.105 * 0.274 * 2800/(1.792 * 3.358) = 13.387, (м/с)

V_3,n_x2 = 0.105 * 0.274 * 4200/(1.792 * 3.358) = 20.08, (м/с)

V_3,n_N = 0.105 * 0.274 * 5600/(1.792 * 3.358) = 26.774, (м/с)

V_3,n_max = 0.105 * 0.274 * 6160/(1.792 * 3.358) = 29.451, (м/с)

Четвертая передача:

V_4,n_min = 0.105 * 0.274 * 750/(1.338 * 3.358) = 4.802, (м/с)

V_4,n_x1 = 0.105 * 0.274 * 1775/(1.338 * 3.358) = 11.366, (м/с)

V_4,n_M = 0.105 * 0.274 * 2800/(1.338 * 3.358) = 17.929, (м/с)

V_4,n_x2 = 0.105 * 0.274 * 4200/(1.338 * 3.358) = 26.894, (м/с)

V_4,n_N = 0.105 * 0.274 * 5600/(1.338 * 3.358) = 35.858, (м/с)

V_4,n_max = 0.105 * 0.274 * 6160/(1.338 * 3.358) = 39.444, (м/с)

Пятая передача:

V_5,n_min = 0.105 * 0.274 * 750/(1* 3.358) = 6.426, (м/с)

V_5,n_x1 = 0.105 * 0.274 * 1775/(1* 3.358) = 11.366, (м/с)

V_5,n_M = 0.105 * 0.274 * 2800/(1* 3.358) = 23.989, (м/с)

V_5,n_x2 = 0.105 * 0.274 * 4200/(1* 3.358) = 35.984, (м/с)

V_5,n_N = 0.105 * 0.274 * 5600/(1* 3.358) = 47.979, (м/с)

V_5,n_max = 0.105 * 0.274 * 6160/(1* 3.358) = 52.776, (м/с)

2.е) Определение значений мощностей на ведущих колесах на каждой передаче при

различных расчетных частотах. (формула (17))

Nкол _i,x = Мк,x * Кр * η_т * Uк,i * Vx,i/(1000 * r_К), [кВт] – мощность на ведущем колесе на i^ой

передаче, х^ой частоте.

Первая передача:

Nкол_1,n_min = 138.908 * 0.955 * 0.94 * 3.213 * 2 * 3.358/(1000 * 0.274) = 9.82, [кВт]

Nкол_1,n_x1 = 151.412 * 0.955 * 0.94 * 3.213 * 3.358 * 4.733/(1000 * 0.274) = 25.332, [кВт]

Nкол_1,n_M = 155.538 * 0.955 * 0.94 * 3.213 * 3.358 * 7.466/(1000 * 0.274) = 41.06, [кВт]

Nкол_1,n_x2 = 147.802 * 0.955 * 0.94 * 3.213 * 3.358 * 11.199/(1000 * 0.274) = 58.51, [кВт]

Nкол_1,n_N = 124.465 * 0.955 * 0.94 * 3.213 * 3.358 * 14.933/(1000 * 0.274) = 65.7, [кВт]

Nкол_1,n_max = 110.774 * 0.955 * 0.94 * 3.213 * 3.358 * 16.426/(1000 * 0.274) = 64.319, [кВт]

Вторая передача:

Nкол_2,n_min = 138.908 * 0.955 * 0.94 * 2.4 * 2.677 * 3.358/(1000 * 0.274) = 9.819, [кВт]

Nкол_2,n_x1 = 151.142 * 0.955 * 0.94 * 2.4 * 6.336 * 3.358/(1000 * 0.274) = 25.286, [кВт]

Nкол_2,n_M = 155.583 * 0.955 * 0.94 * 2.4 * 9.996 * 3.358/(1000 * 0.274) = 41.064, [кВт]

Nкол_2,n_x2 = 147.802 * 0.955 * 0.94 * 2.4 * 14.993 * 3.358/(1000 * 0.274) = 58.512, [кВт]

Nкол_2,n_N = 124.465 * 0.955 * 0.94 * 2.4 * 19.991 * 3.358/(1000 * 0.274) = 65.698, [кВт]

Nкол_2,n_max = 110.774 * 0.955 * 0.94 * 2.4 * 21.99 * 3.358/(1000 * 0.274) = 64.318, [кВт]

Третья передача:

Nкол_3,n_min = 138.908 * 0.955 * 0.94 * 1.792 * 3.586 * 3.358/(1000 * 0.274) = 9.821, [кВт]

Nкол_3,n_x1 = 151.142 * 0.955 * 0.94 * 1.792 * 8.486 * 3.358/(1000 * 0.274) = 25.286, [кВт]

Nкол_3,n_M = 155.583 * 0.955 * 0.94 * 1.792 * 13.387 * 3.358/(1000 * 0.274) = 41.062, [кВт]

Nкол_3,n_x2 = 147.802 * 0.955 * 0.94 * 1.792 * 20.08 * 3.358/(1000 * 0.274) = 58.512, [кВт]

Nкол_3,n_N = 124.465 * 0.955 * 0.94 * 1.792 * 26.774 * 3.358/(1000 * 0.274) = 65.699, [кВт]

Nкол_3,n_max = 110.774 * 0.955 * 0.94 * 1.792 * 29.451 * 3.358/(1000 * 0.274) = 64.319, [кВт]

Четвертая передача:

Nкол_4,n_min = 138.908 * 0.955 * 0.94 * 1.338 * 4.802 * 3.358/(1000 * 0.274) = 9.819, [кВт]

Nкол_4,n_x1 = 151.142 * 0.955 * 0.94 * 1.338 * 11.336 * 3.358/(1000 * 0.274) = 25.288, [кВт]

Nкол_4,n_M = 155.583 * 0.955 * 0.94 * 1.338 * 17.929 * 3.358/(1000 * 0.274) = 41.062, [кВт]

Nкол_4,n_x2 = 147.802 * 0.955 * 0.94 * 1.338 * 26.894 * 3.358/(1000 * 0.274) = 58.513, [кВт]

Nкол_4,n_N = 124.465 * 0.955 * 0.94 * 3.213 * 35.858 * 3.358/(1000 * 0.274) = 65.698, [кВт]

Nкол_4,n_max = 110.774 * 0.955 * 0.94 * 3.213 * 39.444 * 3.358/(1000 * 0.274) = 64.319, [кВт]

Пятая передача:

Nкол_5,n_min = 138.908 * 0.955 * 0.94 * 1 * 6.426 * 3.358/(1000 * 0.274) = 9.82, [кВт]

Nкол_5,n_x1 = 151.412 * 0.955 * 0.94 * 1 * 15.207 * 3.358/(1000 * 0.274) = 25.332, [кВт]

Nкол_5,n_M = 155.583 * 0.955 * 0.94 * 1 * 23.989 * 3.358/(1000 * 0.274) = 41.062, [кВт]

Nкол_5,n_x2 = 147.802 * 0.955 * 0.94 * 1 * 35.984 * 3.358/(1000 * 0.274) = 58.513, [кВт]

Nкол_5,n_N = 124.465 * 0.955 * 0.94 * 1 * 47.979 * 3.358/(1000 * 0.274) = 65.699, [кВт]

Nкол_5,n_max = 110/774 * 0.955 * 0.94 * 1 * 52.776 * 3.358/(1000 * 0.274) = 64.318, [кВт]

ж) Выбор значений расчетных скоростей автомобиля для определения мощностей

сопротивления движению N_ и N_w.

Из таблицы 2 выбираем в качестве расчетных скоростей для определения N_Ψ и N_W скорости автомобиля на 5-ой передаче для всех частот коленчатого вала с дополнением скоростей на каждой передаче при n_x = n_min. Расчетными принимаем следующие скорости:

V_5,n_max = 52.776 (м/с); V_5,n_N = 47.979 (м/с); V_5,n_x2 = 35.984 (м/с);

V_5,n_M = 23.989 (м/с) V_5,n_x1 = 15.207 (м/с); V_5,n_min = 6.426 (м/с);

V_4,n_min = 4.802 (м/с); V_3,n_min = 3.586 (м/с); V_2,n_min = 2.677 (м/с);

V_1,n_min = 2 (м/с);

з) Определение коэффициента Ψv суммарного дорожного сопротивления на расчетных

скоростях. (формула(2))

Ψv_i,x = fv ± i = f₀(1+K_f * V²) – коэффициент суммарного дорожного сопротивления.

Ψv_5,n_max = 0.008(1+0.0005184 * 52.776²) = 0.0195512,

Ψv_5,n_N = 0.008(1+0.0005184 * 47.979²) = 0.01754678,

Ψv_5,n_x2 = 0.008(1+0.0005184 * 35.984²) = 0.0133699,

Ψv_5,n_M = 0.008(1+0.0005184 * 23.989²) = 0.0103865,

Ψv_5,n_x1 = 0.008(1+0.0005184 * 15.207²) = 0.00895905,

Ψv_5,n_min = 0.008(1+0.0005184 * 6.426²) = 0.008171252,

Ψv_4,n_min = 0.008(1+0.0005184 * 4.802²) = 0.0080956,

Ψv_3,n_min = 0.008(1+0.0005184 * 3.586²) = 0.0080533,

Ψv_2,n_min = 0.008(1+0.0005184 * 2.677²) = 0.00802972,

Ψv_1,n_min = 0.008(1+0.0005184 * 2²) = 0.00801658,

и) Определение значений мощности на преодоление суммарного дорожного

сопротивления на расчетных скоростях. (формула (26))

Nψ_i,x = Ga * Ψv_i,x * Vi,x/1000, [кВт] – мощность на преодоление суммарного дорожного

сопротивления.

N_Ψ5,n_max = 13230 * 0.0195512 * 52.776/1000 = 13.651, [кВт]

N_Ψ5,n_N = 13230 * 0.01754678 * 47.979/1000 = 11.138, [кВт]

N_Ψ5,n_x2 = 13230 * 0.0133699 * 35.984/1000 = 6.365, [кВт]

N_Ψ5,n_M = 13230 * 0.0103865 * 23.989/1000 = 3.296, [кВт]

N_Ψ5,n_x1 = 13230 * 0.00895905 * 15.207/1000 = 1.802, [кВт]

N_Ψ5,n_min = 13230 * 0.008171252 * 6.426/1000 = 0.695, [кВт]

N_Ψ4,n_min = 13230 * 0.0080956 * 4.802/1000 = 0.514, [кВт]

N_Ψ3,n_min = 13230 * 0.0080533 * 3.586/1000 = 0.382, [кВт]

N_Ψ2,n_min = 13230 * 0.00802972 * 2.677/1000 = 0.284, [кВт]

N_Ψ1,n_min = 13230 * 0.00801658 * 2/1000 = 0.106, [кВт]

к) Определение мощностей на преодоление сопротивления воздуха на расчетных

скоростях. (формула (27))

Nw_i,x = Kв * F * Vi,x³/1000, [кВт] – мощность на преодоление лобового сопротивления

воздуха.

Nw_5,n_max = 0.18 * 1.908 * 52.776³/1000 = 50.485, [кВт]

Nw_5,n_N = 0.18 * 1.908 * 47.979³/1000 = 37.932, [кВт]

Nw_5,n_x2 = 0.18 * 1.908 * 35.984³/1000 = 16.002, [кВт]

Nw_5,n_M = 0.18 * 1.908 * 23.989³/1000 = 4.741, [кВт]

Nw_5,n_x1 = 0.18 * 1.908 * 15.207³/1000 = 1.208, [кВт]

Nw_5,n_min = 0.18 * 1.908 * 6.426³/1000 = 0.091, [кВт]

Nw_4,n_min = 0.18 * 1.908 * 4.802³/1000 = 0.038, [кВт]

Nw_3,n_min = 0.18 * 1.908 * 3.586³/1000 = 0.016, [кВт]

Nw_2,n_min = 0.18 * 1.908 * 2.677³/1000 = 0.007, [кВт]

Nw_1,n_min = 0.18 * 1.908 * 2³/1000 = 0.003, [кВт]

Полученные при расчетах значения Vi,x и N_КОЛi,x на различных передачах и для различных частот заносятся в таблицу 1.2. Выбранные расчетные скорости автомобиля и определенные для них Ψv, Nψ и N_W заносятся в таблицу 1.3, в которой в результате непосредственного сложения значений N_Ψ и N_W получаем для соответствующей расчетной скорости значение N_Ψ+W . По данным таблиц 1.2 и 1.3 строим графики мощностного баланса N_КОЛ = f(v) на всех передачах, Nψ = f(v) и N_Ψ+W = f(v) (см. рис. 1.3).