- •2.2 Визначення основних масових параметрів автомобіля
- •2.3 Визначення основних геометричних параметрів автомобіля
- •3.1.2 Визначення потужності двигуна, вибір та обґрунтування його типу, побудова швидкісної зовнішньої характеристики
- •3.1.3 Вибір та обґрунтування типу трансмісії автомобіля. Визначення кількості передач і передаточних чисел механічної ступінчастої трансмісії
- •3.2 Визначення показників тягово-швидкісних властивостей автомобіля
- •3.3 Визначення показників гальмівних властивостей автомобіля
- •3.4 Визначення показників стійкості автомобіля
- •3.5 Визначення показників керованості автомобіля
- •3.6 Визначення показників плавності ходу автомобіля
- •3.7 Визначення показників прохідності автомобіля
- •3.8 Визначення показників паливної економічності автомобіля
3.2 Визначення показників тягово-швидкісних властивостей автомобіля
Динамічний фактор автомобіля обчислюють за формулою
де Рр - сила тяги на ведучих колесах, Н;
Рw - сила опору повітря, Н,
Рр - Рw - залишкова сила тяги, яка може бути використана на подолання сил опору дороги та на розганяння автомобіля;
Gа - сила тяжіння від повної маси автомобіля, Н, Gа =235440 Н.
де Мк - крутний момент двигуна за його швидкісною зовнішньою характеристикою, Н∙ м (таблиця 3.1);
- передаточні числа відповідно коробки передач (таблиця 3.2), роздавальної коробки (на автомобілі, що проектується, відсутня, тому Upк min =1 ) та головної передачі (U0=5,94);
- коефіцієнт корисної дії (ККД) трансмісії автомобіля, ;
- динамічний радіус коліс автомобіля, м, rд = 0,505 м.
де W - фактор обтічності автомобіля, Н-с2/м2;
Vа - швидкість автомобіля, м/с.
де rк - радіус кочення коліс автомобіля, м.
Графік прискорень автомобіля - графічна залежність прискорення автомобіля від швидкості його руху на кожній з передач при заданих дорожніх умовах.
Прискорення автомобіля можна визначити за формулою
де - коефіцієнт, що враховує інерцію обертових мас автомобіля при розганянні. Значення констант та з достатньою для навчального розрахунку точністю можна прийняти = = 0,04, тобто = 1,04 + 0,04 ;
- коефіцієнт опору дороги. = 0,02.
Таким чином, для визначення прискорень можна користуватися формулою
Значення величин Vа, D та j обчислюю для кожної з передач коробки передач при 9 значеннях кутової швидкості із швидкісного діапазону двигуна та заношу до таблиці 3.3.
Розрахунки виконано і для нижчого, і для вищого діапазону коробки передач, з урахуванням того, що подільник може використовуватися на кожній із передач основного редуктора і передачі у коробці переключаються в такій послідовності: Uк1, Uк1под, Uк2, Uк2под, Uк3, Uк3под, Uк4, Uк4под, Uк5, Uк5под.
Наводжу приклад розрахунків для І передачі нижчого діапазону коробки передач при першому значенні кутової швидкості колінчастого вала двигуна ( ). У цих виразах перший індекс відповідає номеру поточного значення кутової швидкості колінчастого вала, другий – номеру передачі у коробці передач.
Розрахунки заношу до таблиці 3.3.
Передача |
Величина |
Числові значення |
|||||||||
№ передачі |
Передаточне число |
,рад/с |
80 |
100 |
120 |
140 |
160 |
180 |
200 |
220 |
240 |
1 |
7,25 |
V |
0,94 |
1,17 |
1,41 |
1,64 |
1,88 |
2,11 |
2,35 |
2,58 |
2,81 |
Pp |
75097,69 |
78466,82 |
80809,64 |
82133,23 |
82444,66 |
81729,78 |
79995,67 |
77242,32 |
73462,66 |
||
Pw |
3,04 |
4,75 |
6,83 |
9,30 |
12,15 |
15,38 |
18,98 |
22,97 |
27,34 |
||
D |
0,319 |
0,333 |
0,343 |
0,349 |
0,350 |
0,347 |
0,340 |
0,328 |
0,312 |
||
j |
0,933 |
0,978 |
1,009 |
1,026 |
1,031 |
1,021 |
0,998 |
0,961 |
0,911 |
||
1 Под |
5,92 |
V |
1,15 |
1,44 |
1,72 |
2,01 |
2,30 |
2,58 |
2,87 |
3,16 |
3,45 |
Pp |
61321,14 |
64072,22 |
65985,25 |
67066,03 |
67320,33 |
66736,59 |
65320,60 |
63072,35 |
59986,07 |
||
Pw |
4,56 |
7,12 |
10,25 |
13,95 |
18,22 |
23,06 |
28,47 |
34,45 |
41,00 |
||
D |
0,260 |
0,272 |
0,280 |
0,285 |
0,286 |
0,283 |
0,277 |
0,268 |
0,255 |
||
j |
0,966 |
1,013 |
1,045 |
1,064 |
1,068 |
1,058 |
1,034 |
0,995 |
0,943 |
||
2 |
4,42 |
V |
1,54 |
1,92 |
2,31 |
2,69 |
3,08 |
3,46 |
3,85 |
4,23 |
4,62 |
Pp |
45783,69 |
47837,70 |
49266,01 |
50072,95 |
50262,81 |
49826,98 |
48769,77 |
47091,18 |
44786,89 |
||
Pw |
8,17 |
12,77 |
18,39 |
25,03 |
32,69 |
41,37 |
51,07 |
61,80 |
73,55 |
||
D |
0,194 |
0,203 |
0,209 |
0,213 |
0,213 |
0,211 |
0,207 |
0,200 |
0,190 |
||
j |
0,939 |
0,986 |
1,019 |
1,037 |
1,041 |
1,031 |
1,007 |
0,968 |
0,915 |
||
2 Под |
3,61 |
V |
1,88 |
2,36 |
2,83 |
3,30 |
3,77 |
4,24 |
4,71 |
5,18 |
5,65 |
Pp |
37393,47 |
39071,06 |
40237,63 |
40896,68 |
41051,75 |
40695,79 |
39832,33 |
38461,35 |
36579,34 |
||
Pw |
12,25 |
19,14 |
27,56 |
37,52 |
49,00 |
62,02 |
76,57 |
92,64 |
110,25 |
||
D |
0,159 |
0,166 |
0,171 |
0,174 |
0,174 |
0,173 |
0,169 |
0,163 |
0,155 |
||
j |
0,872 |
0,917 |
0,947 |
0,965 |
0,969 |
0,959 |
0,935 |
0,898 |
0,848 |
||
3 |
2,7 |
V |
2,52 |
3,15 |
3,78 |
4,41 |
5,04 |
5,67 |
6,30 |
6,93 |
7,56 |
Pp |
27967,41 |
29222,13 |
30094,62 |
30587,55 |
30703,53 |
30437,30 |
29791,49 |
28766,11 |
27358,51 |
||
Pw |
21,90 |
34,22 |
49,27 |
67,07 |
87,60 |
110,87 |
136,87 |
165,62 |
197,10 |
||
D |
0,119 |
0,124 |
0,128 |
0,130 |
0,130 |
0,129 |
0,126 |
0,121 |
0,115 |
||
j |
0,727 |
0,766 |
0,793 |
0,808 |
0,811 |
0,802 |
0,781 |
0,748 |
0,703 |
Таблиця 3.3 - Результати розрахунків швидкості, динамічного фактора та прискорень автомобіля
Продовження таблиці 3.3
Передача |
Величина |
Числові значення |
|||||||||
№ передачі |
Передаточне число |
,рад/с |
80 |
100 |
120 |
140 |
160 |
180 |
200 |
220 |
240 |
3 Под |
2,2 |
V |
3,09 |
3,86 |
4,64 |
5,41 |
6,18 |
6,96 |
7,73 |
8,50 |
9,27 |
Pp |
22788,26 |
23810,62 |
24521,55 |
24923,19 |
25017,69 |
24800,76 |
24274,55 |
23439,05 |
22292,12 |
||
Pw |
32,99 |
51,54 |
74,22 |
101,02 |
131,94 |
166,99 |
206,16 |
249,45 |
296,87 |
||
D |
0,097 |
0,101 |
0,104 |
0,105 |
0,106 |
0,105 |
0,102 |
0,098 |
0,093 |
||
j |
0,610 |
0,643 |
0,667 |
0,679 |
0,682 |
0,673 |
0,654 |
0,624 |
0,584 |
||
4 |
1,64 |
V |
4,15 |
5,18 |
6,22 |
7,26 |
8,29 |
9,33 |
10,37 |
11,40 |
12,44 |
Pp |
16987,61 |
17749,74 |
18279,70 |
18579,10 |
18649,55 |
18487,84 |
18095,57 |
17472,75 |
16617,76 |
||
Pw |
59,36 |
92,75 |
133,55 |
181,78 |
237,43 |
300,50 |
370,99 |
448,89 |
534,22 |
||
D |
0,072 |
0,075 |
0,077 |
0,078 |
0,078 |
0,077 |
0,075 |
0,072 |
0,068 |
||
j |
0,444 |
0,470 |
0,488 |
0,497 |
0,498 |
0,489 |
0,473 |
0,447 |
0,413 |
||
4 Под |
1,34 |
V |
5,08 |
6,34 |
7,61 |
8,88 |
10,15 |
11,42 |
12,69 |
13,96 |
15,23 |
Pp |
13880,12 |
14502,83 |
14935,85 |
15180,49 |
15238,05 |
15105,92 |
14785,41 |
14276,51 |
13577,93 |
||
Pw |
88,91 |
138,92 |
200,05 |
272,29 |
355,64 |
450,11 |
555,69 |
672,39 |
800,20 |
||
D |
0,059 |
0,061 |
0,063 |
0,063 |
0,063 |
0,062 |
0,060 |
0,058 |
0,054 |
||
j |
0,340 |
0,362 |
0,376 |
0,382 |
0,381 |
0,373 |
0,357 |
0,333 |
0,302 |
||
5 |
1 |
V |
6,80 |
8,50 |
10,20 |
11,90 |
13,60 |
15,30 |
17,00 |
18,70 |
20,40 |
Pp |
10358,30 |
10823,01 |
11146,16 |
11328,72 |
11371,68 |
11273,07 |
11033,89 |
10654,11 |
10132,78 |
||
Pw |
159,65 |
249,45 |
359,21 |
488,92 |
638,59 |
808,22 |
997,80 |
1207,34 |
1436,84 |
||
D |
0,043 |
0,045 |
0,046 |
0,046 |
0,046 |
0,044 |
0,043 |
0,040 |
0,037 |
||
j |
0,212 |
0,226 |
0,234 |
0,237 |
0,232 |
0,222 |
0,206 |
0,183 |
0,154 |
||
5 Под |
0,816 |
V |
8,33 |
10,42 |
12,50 |
14,59 |
16,67 |
18,75 |
20,84 |
22,92 |
25,00 |
Pp |
8452,37 |
8831,58 |
9095,26 |
9244,24 |
9279,29 |
9198,83 |
9003,65 |
8693,76 |
8268,35 |
||
Pw |
239,76 |
374,63 |
539,47 |
734,28 |
959,06 |
1213,81 |
1498,53 |
1813,22 |
2157,88 |
||
D |
0,035 |
0,036 |
0,036 |
0,036 |
0,035 |
0,034 |
0,032 |
0,029 |
0,026 |
||
j |
0,137 |
0,146 |
0,150 |
0,148 |
0,141 |
0,128 |
0,109 |
0,085 |
0,055 |
Рисунок 3.2 - Динамічна характеристика автомобіля
Рисунок 3.3 - Графік прискорення автомобіля
Швидкісну характеристику розганяння автомобіля, тобто залежність його швидкості при розганянні від часу та шляху розганяння, визначають при випробуваннях автомобіля згідно з діючими нормативними документами. Її можна також побудувати, користуючися графоаналітичним методом. Вихідні дані для побудови знаходять із графіка прискорень. З цією метою кожну з кривих графіка прикорень ділять на кілька інтервалів, на яких криву можна було б замінити прямою. Межі інтервалів позначають , де n - загальна кількість інтервалів. Тоді значення швидкості та прискорення V1 і j1 відповідають початку першого інтервалу, а V2 та j2 є кінцевими для першого і водночас початковими для другого інтервалу і т.д., тобто швидкість та прискорення відповідно для початку та кінця будь-якого і-ого інтервалу - це Vi, ji та .
Час та шлях розганяння в кожному з інтервалів визначають за виразами
Знайдені величини заносять до таблиці (таблиця 3.4) і, користуючись ними, знаходять сумарні час , та шлях , розганяння автомобіля до швидкостей, що відповідають кінцю кожного з інтервалів. При цьому враховують, що:
Наводжу приклад розрахунків:
Всі знайдені величини заносяться в таблицю 3.4.
Таблиця 3.4 - Результати розрахунку швидкісної характеристики розганяння автомобіля
Величина |
Інтервал швидкості і |
|||||||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
|
Швидкість у кінці і-ого інтервалу Vj+i, м/с |
1,17 |
1,64 |
1,88 |
2,35 |
2,81 |
2,87 |
3,45 |
3,46 |
4,23 |
4,62 |
4,71 |
5,18 |
5,65 |
5,67 |
6,93 |
7,56 |
Прискорення в кінці і-ого інтервалу ji+i, м/с2 |
0,978 |
1,026 |
1,031 |
0,998 |
0,911 |
1,034 |
0,943 |
1,031 |
0,968 |
0,915 |
0,935 |
0,898 |
0,848 |
0,802 |
0,748 |
0,703 |
Час розганяння в і-ому інтервалі ,с |
0,241 |
0,469 |
0,233 |
0,463 |
0,482 |
0,062 |
0,587 |
0,010 |
0,770 |
0,414 |
0,097 |
0,513 |
0,538 |
0,024 |
1,626 |
0,868 |
Сумарний час розганяння , с, до швидкості Vj+i, що відповідає кінцю і-ого інтервалу |
0,241 |
0,71 |
0,94 |
1,41 |
1,89 |
1,95 |
2,54 |
2,55 |
3,32 |
3,73 |
3,83 |
4,34 |
4,88 |
4,90 |
6,53 |
7,40 |
Шлях розганяння в і-ому інтервалі , м |
0,254 |
0,659 |
0,411 |
0,980 |
1,243 |
0,175 |
1,854 |
0,035 |
2,962 |
1,833 |
0,454 |
2,536 |
2,915 |
0,137 |
10,243 |
6,291 |
Сумарний шлях розганяння Si, м, до швидкості Vj+i, що відповідає кінцю і-ого інтервалу |
0,254 |
0,91 |
1,32 |
2,30 |
3,55 |
3,72 |
5,58 |
5,61 |
8,57 |
10,41 |
10,86 |
13,40 |
16,31 |
16,45 |
26,69 |
32,98 |
Продовження таблиці 3.4
Величина |
Інтервал швидкості і |
|||||||||||||||
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
31 |
32 |
|
Швидкість у кінці і-ого інтервалу Vj+i, м/с |
7,73 |
8,5 |
9,27 |
9,33 |
11,4 |
12,44 |
12,69 |
13,96 |
15,23 |
15,3 |
17 |
18,7 |
20,4 |
20,84 |
22,92 |
25 |
Прискорення в кінці і-ого інтервалу ji+i, м/с |
0,654 |
0,624 |
0,584 |
0,489 |
0,447 |
0,413 |
0,357 |
0,333 |
0,302 |
0,222 |
0,206 |
0,183 |
0,154 |
0,109 |
0,085 |
0,055 |
Час розганяння в і-ому інтервалі ,с |
0,251 |
1,205 |
1,275 |
0,112 |
4,423 |
2,419 |
0,649 |
3,681 |
4,000 |
0,267 |
7,944 |
8,740 |
10,089 |
3,346 |
21,44 |
29,71 |
Сумарний час розганяння , с, до швидкості Vj+i, що відповідає кінцю і-ого інтервалу |
7,65 |
8,85 |
10,13 |
10,24 |
14,66 |
17,08 |
17,73 |
21,41 |
25,41 |
25,68 |
33,62 |
42,36 |
52,45 |
55,80 |
77,24 |
106,96 |
Шлях розганяння в і-ому інтервалі , м |
1,915 |
9,779 |
11,327 |
1,040 |
45,845 |
28,83 |
8,16 |
49,05 |
58,38 |
4,08 |
128,29 |
156,02 |
197,24 |
68,99 |
469,18 |
711,95 |
Сумарний шлях розганяння Si, м, до швидкості Vj+i, що відповідає кінцю і-ого інтервалу |
34,90 |
44,68 |
56,00 |
57,04 |
102,89 |
131,72 |
139,88 |
188,93 |
247,31 |
251,39 |
379,68 |
535,70 |
732,94 |
801,93 |
1271,11 |
1983,07 |
Рисунок 3.4 - Швидкісна характеристика розганяння автомобіля