На основе результатов в таблице, строим графики внешней скоростной характеристики двигателя (рис. 5).
Рис. 5 Графики внешней скоростной характеристики
4.2 Тяговый баланс автомобиля
Тяговый баланс автомобиля - это совокупность графиков зависимостей силы тяги на ведущих колесах Fк, [Н] (на различных передачах), а также суммы сил сопротивления качению Ff, [Н] и воздуха Fw, [Н], от скорости движения автомобиля Va, [км/ ч]. Графики сил тяги на колесах автомобиля строим для всех ступеней коробки перемены передач.
Расчет сил тяги на колесах для каждой передачи - Fki производится по формуле:
, [Н] (5)
hТР - коэффициент полезного действия трансмиссии;
UТР - передаточное число трансмиссии;
rк - радиус качения колеса, [м].
КПД трансмиссии автомобиля определяется на основании потерь мощности на трение:
hтр = 0,98К ×0,97L× 0,99M (6)
K - число пар цилиндрических шестерен в трансмиссии автомобиля, через которые передается крутящий момент на i-той передаче;
L - число пар конических или гипоидных шестерен;
M - число карданных шарниров.
Для определения К, L, M необходимо использовать кинематическую схему автомобиля, данные заносим в таблицу 2.
Таблица 2 - КПД трансмиссии
Передачи
K
L
M
hтр
I
6
1
3
0,833746017
II
III
0
0,94119003
IV
Передаточное число трансмиссии автомобиля определяется как произведение:
UТР = UКПП × UРК × UГП (7)
UКПП - передаточное число коробки перемены передач;
UРК - передаточное число раздаточной коробки или делителя;
UГП - передаточное число главной передачи.
Для определения этих значений также воспользуемся кинематической схемой автомобиля, полученные значения занесем в таблицу 3.
Таблица 3 - Передаточное число трансмиссии
UКПП
UРК
UГП
UТР
2,804
4
11,216
1,531
6,124
0,705
2,82
При расчетах радиусов качения колес, в качестве исходных данных, используют статический радиус - rстат При этом следует учитывать, что радиус качения rк обычно несколько больше статического и определяется индивидуально для диагональных и радиальных шин. На автомобиле ГАЗ -3307 установлены радиальные шины, поэтому радиус качения колеса рассчитываем по следующей формуле:
rк = 1,04 × rстат, [м]; (8)
rстат = 0,31
rк = 1,04 × 0,31 = 0,3224 [м]
При расчетах зависимостей силы тяги на колесах автомобиля крутящий момент двигателя нетто - Мé берем из таблицы 1.
Также для построения графика нам необходимо рассчитать скорость движения автомобиля на каждой передачи в зависимости от оборотов двигателя.
, [км/ ч] (9)
Далее определяем силы сопротивления качению колес автомобиля по дорожному покрытию, используя выражение:
, [Н] (10)
ma = 1650 [кг] - масса полностью загруженного автомобиля;
g = 9,81 [м/с2] - ускорение свободного падения;
f - коэффициент сопротивления качению автомобильного колеса.
Величина коэффициента сопротивления качению колеса - f, зависит от скорости автомобиля. Для его определения используют выражение, предложенное Б.С. Фалькевичем:
(11)
Коэффициент сопротивления качению колеса автомобиля рассчитываем для двух типов дорог с асфальтобетонным покрытием и для грунтовой дороги.
f 0 = 0,018- коэффициент сопротивления качению колес автомобиля по асфальтобетону;
f0 = 0,03 - коэффициент сопротивления качению колес автомобиля по грунтовой дороге.
Для расчета действующей на автомобиль силы сопротивления воздуха воспользуемся выражением вида:
, [Н] (12)
Кв - коэффициент обтекаемости формы автомобиля;
Sx-площадь проекции автомобиля на плоскость перпендикулярную продольной оси, [м2].
При известном значении безразмерного коэффициента аэродинамического сопротивления Сх = 0,3 можно легко определить значение коэффициента обтекаемости Кв по выражению, предложенному академиком Е.А. Чудаковым:
Кв = 0,5 × Сх × r в, [кг/м3] (13)
r в = 1,225 , [кг/м3] - плотность воздуха.
Кв = 0,5 × 0,3 × 1,225 = 0,18375 [кг/м3]
Для нахождения площади Миделя автомобиля Sx воспользуемся выражением:
Sx = 0,78 × Ва × Н, [м2] (14)
Ва = 1,495 [м] - колея передних колес
Н = 1,75 [м] - высота автомобиля.
Sx =1,495 × 1,75 = 2,040675 [м2]
Значение максимального значения скорости - Va max выбираем таким, чтобы оно было примерно на 10% больше наибольшего значения скорости, определенного для высшей передачи.
Рассчитанные значения сил сопротивления движению заносим в таблицу 4.
Таблица 4 - Значения сил сопротивления движению
Параметры
Скорость движения автомобиля, км/ч
10
20
30
40
50
60
70
80
f асф.
0,018
0,01809
0,01836
0,01881
0,01944
0,02025
0,02124
0,02241
0,02376
f грунт.
0,03
0,03015
0,0306
0,03135
0,0324
0,03375
0,0354
0,03735
0,0396
Ff асф, [H]
294,0057
295,4757
299,885814
307,236
317,5262
330,7564
346,9267
366,0371
388,0875
Ff грунт., [H]
490,0095
492,4595
499,80969
512,0599
529,2103
551,2607
578,2112
610,0618
646,8125
Fw, [H]
2,893318
11,57327257
26,03986
46,29309
72,33295
104,1595
141,7726
185,1724
Fw+Ff асф., [H]
298,369
311,4590866
333,2758
363,8192
403,0894
451,0862
507,8097
573,2599
Fw+Ff грунт., [H]
495,3529
511,3829626
538,0998
575,5034
623,5936
682,3707
751,8344
831,9849
0,02529
0,027
0,02889
0,03096
0,03321
0,03564
0,03825
0,04104
0,04401
0,04215
0,045
0,04815
0,0516
0,05535
0,0594
0,06375
0,0684
0,07335
413,078
441,0086
471,8791
505,6898
542,4405
582,1313
624,7621
670,333
718,8439
688,4633
735,0143
786,4652
842,8163
904,0675
970,2188
1041,27
1117,222
1198,073
234,3588
289,3318
350,0915
416,6378
488,9708
567,0904
650,9966
740,6894
836,1689
647,4368
730,3404
821,9706
922,3276
1031,411
1149,222
1275,759
1411,022
1555,013
922,8221
1024,346
1136,557
1259,454
1393,038
1537,309
1692,267
1857,911
2034,242
0,04716
0,05049
0,054
0,05769
0,06156
0,06561
0,06984
0,07425
0,07884
0,0786
0,08415
0,09
0,09615
0,1026
0,10935
0,1164
0,12375
0,1314
770,2949
824,686
882,0171
942,2883
1005,499
1071,651
1140,742
1212,774
1287,745
1283,825
1374,477
1470,029
1570,48
1675,832
1786,085
1901,237
2021,289
2146,242
937,4351
1044,488
1157,327
1275,953
1400,366
1530,565
1666,551
1808,324
1955,883
1707,73
1869,174
2039,344
2218,242
2405,865
2602,216
2807,293
3021,097
3243,628
2221,26
2418,964
2627,356
2846,434
3076,198
3316,65
3567,788
3829,613
4102,125
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9