Тягово-скоростные характеристики автомобиля.

    Тягово-скоpостные характеристики, к которым относятся скорость движения, тяговые усилия на ведущих колесах и динамический фактор автомобиля, определяются по рассчитанным внешним скоростным характеристикам. Расчет выполняется для всех передач, и на основании полученных результатов делается заключение о тяговых и динамических свойствах автомобиля. В проекте представлены в табличном и графическом виде следующие характеристики:

 - скорости движения на разных передачах;

 - тяговые усилия на ведущих колесах на разных передачах;

 - силы сопротивления движению;

 - динамический фактоp на разных передачах при полной и частичной загрузке автомобиля (динамический паспорт).

Расчет состоит в вычислении в заданном диапазоне частот (700 – 5600) вращения коленчатого вала n, скорости движения автомобиля V(n), тяговых усилий на ведущих колесах Pk(n), сил сопротивления движению Pf(n) и Pw(n), динамического фактора по тяге Dk(n) и сцеплению колес Df(n) на разных передачах по формулам:

 

                  0.378 * n * Rk

         V(n) = ¾¾¾¾¾¾¾ ;                                   ( 4 )

                      Uкп * Uo

 

         Pk(n) = Me(n) * Uкп * Uo * hтр / Rk ;               ( 5 )

         Pf(n) = 9.81 * Ga * f(V);                                           ( 6 )

где f(V) = fo * ( 1 + V(n)²/19500 );

        Pw(n) = kw * Fв * V(n)²/13;                                 ( 7 )

где Fв = 0.78 * Bа * Hа - для легковых автомобилей;

 

                       Pk(n) - Pw(n)

         Dk(n) = ¾¾¾¾¾¾ ;                                       ( 8 )

                           9.81 * Ga       

 

                          9.81 * Gвк * j - Pw(n)

         Dj(n) = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾ .                  ( 9 )

                                    9.81 * Gвк

Радиус качения колеса можно определить исходя из обозначения устанавливаемых на автомобиле шин по формуле

                     Rk = ( dп/2 + bп*kh ) *dш,          

где dш - коэффициент деформации шины (0.93 ... 0.95);

    dп - посадочный диаметр колеса, м;

    bп - ширина пpофиля шины, м;

    kh - коэффициент, определяемый отношением высоты пpофиля шины к его шиpине (kh= 0.9 ... 0.92 - для легковых

    На графике тяговой характеристики должна быть показана величина силы суммарного дорожного сопротивления, характерная для данного типа автомобиля, определяемая по формуле

                  Py = 9.81 * Ga * y.                                            ( 10 )

коэффициент суммарного сопротивления дороги y определяется по формуле

                       y » fo + a ,                                                     ( 11 )

где a - профильный уклон дороги, %.

Для дорог различных категорий установлены следующие максимально допустимые продольные уклоны a:

     для первой категоpии           a = 0.03;

     для второй категоpии           a = 0.04;

     для третьей категоpии          a = 0.05;

     для четвертой категоpии      a = 0.06;

     для пятой категоpии             a = 0.07.

 

 

Таблица №6

Исходные данные для расчета тягово-скоростных характеристик.

Параметр	Размерность	Обозначение	Значение
Радиус качения колеса	м	Rk	0,341
Передаточное число главной передачи	-	Uo	3,9
Передаточные числа коробки передач Uкп:
- первая передача	-	U1	3,50
- вторая передача	-	U2	2,26
- третья передача	-	U3	1,45
- четвертая передача	-	U4	1,0
КПД трансмиссии	-	КПДтр	0,9
Коэффициент сопротивления качению	-	fo	0,018
Коэффициент обтекаемости	-	kw	0,3
Коэффициент сцепления	-	коэфсцеп	0,8
Полная масса АТС	кг	Ga	2710
Масса,приходящаяся на ведущие колеса	кг	Gвк	1435
Ширина АТС (колея)	м	Ba	1,940
Высота АТС	м	Ha	1,970

Расчет радиуса качения колеса (маркировка – 185/82R15)

Коэфдефш.=0,95

dп=15*25,5=0,378 м

bп=0,185

kh=0,9

Rk=(0,378/2+0,185*0,92)*0,95=0,341

Расчет для первой передачи для n=1400 об/мин.

V(1400)=(0,105*1400*0,36)/(3,5*3,9)=13,23 км/ч

Pk(1400)=185,8*3,5*3,9*0,9/0,341=6692 Н

Pf(1400)=9.81*2710*(0.018*(1+13,2²/19500))=482,8 Н

Pw(1400)=0.3*(0.78*1.97*1.94)*13,2²/13=11,4 Н

Dk(1400)=(6692-11,4)/(9.81*2710)=0.251

Dкоэфсцеп(1400)=9,81*1435*0,8-11,4)/(9,81*1435)=0,798

 

На график динамической характеристики наносятся значения f0 и y в том же масштабе, что и Dk. Величена f0 определяет передачу, на которой автомобиль может равномерно двигаться по ровной дороге.

    Максимальный подъем, который способен преодолеть автомобиль, определяется по формуле:

α=y-f0

Максимальная величина дорожного сопротивления, преодолеваемого на

- первой передаче: y1=0,256

- второй передаче: y2=0,165

- третьей передаче: y3=0,103

- четвертой передаче: y4=0,07

    Максимальный подъем, который способен преодолевать автомобиль на:

- первой передаче: α=0,256-0,018=0,238

- второй передаче: α=0,147

- третьей передаче: α=0,085

- четвертой передаче: α=0,052.

 

Сила суммарного дорожного сопротивления:

Pсум=9,81*2710*(0,018+0,03)=1276,1 Н

 

Для определения динамических параметров частично загруженного автомобиля строится номограмма. Необходимо построить номограмму для загрузки автомобиля от) до 100%. Масштаб шкалы m0 находится по формуле:

m0= m100*G0/Ga    

где m100 – масштаб основной шкалы Dk(n) для полностью загруженного автомобиля.

m0=2*1815/2710=2,7 см

    На основании совместного гравика Df и f0, определяется возможность движения автомобиля по заданной дороше по условию:

    f0≤Dk≤Df

    0.018≤Dk≤Df

Таблица №7

Результаты расчета тягово-скоростных характеристик.

Передача	Зрачение при оборотах ne,об/мин
	n, об/мин	700	1400	2100	2800	3500	4200	4900	5600
	Me, H*м	173,2	185,9	191,2	189,1	179,5	162,6	138,2	106,5
Первая	V, км/ч	6,61	13,23	19,84	26,46	33,1	39,7	46,3	52,9
	Pk	6234	6692	6882	6806	6463	5853	4977	3834
	Pf	479,6	482,82	488,19	495,7	505,4	517,2	531,1	546,9
	Pw	2,85	11,39	25,63	45,56	71,2	102,5	139,6	182,3
	Dk	0,234	0,251	0,257	0,254	0,240	0,216	0,181	0,137
	Df	0,799	0,798	0,797	0,796	0,794	0,792	0,789	0,785
Вторая	V, км/ч	10,2	20,5	30,7	40,9	51,2	61,5	71,7	81,9
	Pk	4025	4321	4444	4394	4173	3779	3214	2476
	Pf	481,1	488,8	501,7	519,7	542,9	571,2	604,7	643,4
	Pw	6,8	27,3	61,5	109,3	170,8	245,9	334,7	437,2
	Dk	0,151	0,161	0,164	0,161	0,150	0,132	0,108	0,076
	Df	0,799	0,797	0,795	0,791	0,786	0,780	0,773	0,765
Третья	V, км/ч	15,9	31,9	47,9	63,9	79,8	95,8	111,8	127,7
	Pk	2582	2772	2851	2819	2677	2425	2062	1588
	Pf	484,8	503,6	534,9	578,6	634,9	703,8	785,1	878,9
	Pw	16,6	66,4	149,3	265,5	414,8	597,4	813,1	1061,9
	Dk	0,096	0,101	0,104	0,096	0,085	0,068	0,046	0,018
	Df	0,798	0,794	0,788	0,778	0,766	0,752	0,734	0,715
Четвертая	V, км/ч	23,2	46,3	69,5	92,6	115,8	138,9	162	185,2
	Pk	1781	1912	1966	1944	1846	1672	1422	1095
	Pf	491,7	531,2	596,9	688,9	807,37	952,1	1123	1320,4
	Pw	34,9	139,6	313,9	558,2	872,19	1256	1710	2232,8
	Dk	0,065	0,068	0,062	0,052	0,036	0,015	-0,02	-0,042
	Df	0,797	0,788	0,774	0,755	0,730	0,699	0,663	0,621

 

Рисунок №3

 

    На основании выполненых расчетов, делается вывод о тягово-скоростных качествах микроавтобуса РАФ-2203. Максимальныя скорость движения, согласно графику, - 136 км/ч.Максимальная скорость движения, зафиксированныя при испытаниях, - 125 км/ч. Это различие в скоростях объясняется погрешностью округления расчетов, неточностью формул.

    По номограмме можно также определить запас силы тяги при различной загрузки микроавтобуса.

 

Рисунок №4