Мощностные составляющие и мощностной баланс
На практике широко используют оценку энергетических возможностей автомобиля по его мощностным характеристикам, что дает возможность установить запас мощности двигателя по передачам, потери мощности в трансмиссии, реализуемую мощность на движителях (в данном случае на тяговых колесах) и определить максимальную скорость - Va N , по мощностному балансу.
Начальные условия на расчет мощностных составляющих те же, что и в пункте 1.1.3.1.
Мощность двигателя во всех конкретных расчетных точках всех пере-
дач одинакова.
Уравнение мощностного баланса имеет вид:
Nкni = Neni*hтр = NSni = Nfni + Nwni, кВт (20)
где: Neni - эффективная мощность двигателя, кВт.
Nкni - мощность на колесе, кВт.
Nкni = Pкni*Vani/3600, кВт (21)
Уравнение (20) структурно соответствует уравнению (1), а по индексам "n" и "i"– величинам N ( п.1.3.1.), т.е. (3) может быть преобразовано к виду:
NSv = , кВт (22)
При расчете, значение Neni берется из ВСХ и просчитывается по всем передачам в функции скорости - Vani. При выполнении расчета на ЭВМ (по распечатке данных) строятся графические зависимости вида:
Nкni(Vani),Neni(Vani),NSni(Vani) = f(Vani).
В точке Nкni=NSni будет выполняться баланс по мощности.
По результатам графического решения определяют максимальную скорость по балансу мощности - Va N - максимальная скорость автомобиля, которую он может развить при заданной мощности двигателя и потерь на внешнее сопротивление.
|
|
Динамические показатели автомобиля
Под динамическими показателями автомобиля обычно понимают составляющие динамического фактора и ускорения, которые они имеют в заданном силовом и скоростном диапазонах.
Динамический фактор, это безразмерная характеристика автомобиля, показывающая свободную силу тяги автомобиля, которая может расходоваться на преодоление возросшего дорожного сопротивления и ускорение. Он позволяет:
- производить сравнение тяговых возможностей автомобилей разного назначения и разных классов, независимо от их полной массы, конструкции трансмиссии и ходовой части, типа двигателя и т.д.,
- определять преодолеваемый дорожный подъем на каждой из передач,
- оценить возможности по буксировке различных транспортных средств.
Ускорения, развиваемые автомобилем, позволяют определить:
- безопасный диапазон их значений (не наносящий ущерба здоровью пассажиров и обеспечивающий сохранность грузов) при трогании с места и активном разгоне,
|
|
- оптимальные значения ускорений, обеспечивающие заданный темп разгона и сохраняющие установленный срок службы синхронизаторов коробки пере дач,
- оптимальные значения скоростей, при которых следует переключаться с передачи на передачу (в коробке передач) при разгоне автомобиля,
- рассчитать время и путь разгона на любой передаче и в любом диапазоне скоростей.
Расчет динамического фактора автомобиля
Полагаем, что автомобиль движется по дороге с учетом начальных условий - 2 ... 8 (п. 1.3.1.), но на подъем, т.е. a > 0 (и Þ Pa¹0). Тогда, уравнение (12) преобразуется к виду:
Pkni = Pfni + Pwni + Pani ; (23)
Вычитая из силы тяги силу аэродинамического сопротивления и поделив (23) на силу веса автомобиля, с учетом уравнения (13), получим:
= ; (24)
окончательно имеем:
Dni = fni + sin a (25)
где: Dni - динамический фактор автомобиля;
fni - текущее значение коэффициента сопротивлению колес автомобиля при движении на n-ой передаче в i-ой расчетной точке;
|
|
sin a - синус угла подъема профиля дороги. На практике, из-за малости угла подъема дороги, sin a приравнивают к tg a, а затем и к углу a.
Из сравнения уравнений (24), (25) видно, что динамический фактор
определится зависимостью:
Dni = ; (26)
Текущее значение коэффициента сопротивления качению ( в зависимости от скорости, т.е. от передаточного отношения в коробке передач на каждой передаче) расчитывается по выражению:
fi = fo (27)
Ускорения автомобиля
Из практики эксплуатации [6] известно, что при движении автомобилей в городских условиях, их время движения с постоянной скоростью (равномерное движение), невелико и не превышает 20% от общего времени движения.
Исследования Московских учёных [7] показывают, что движение с ускорением (разгон и замедление) составляют:
Разгон - легковые автомобили - 37%
Из приведённых данных видно, что большую часть времени пассажиры и грузы испытывают на себе воздействие знакопеременных ускорений. Поэтому медицинскими исследованиями людей и прочностными испытаниями грузов были установлены границы допустимых ускорений (замедлений) при движении автомобилей на дорогах:
|
|
- При ЭКСТРЕННОМ ТОРМОЖЕНИИ - jторм £ 0.7*g = 6.9 м/c2,
- При РАЗГОНЕ - jmax £ 0.5*g = 4.9 м/c2,
- ОПТИМАЛЬНОЕ УСКОРЕНИЕ - jопт = 0.3*g = 3.27 м/c2.
Следовательно, при расчёте ускорений следует оценивать их значения для проектируемого автомобиля, чтобы в дальнейшем предусмотреть все меры безопасности при перевозках.
Расчёт ускорений автомобиля ведётся по уравнению (результат
преобразования уравнеия (12) с учётом (26) и Va = var):
jni = , м/с2 (28)
где: jni - ускорение автомобиля, м/с2;
dврn - коэффициент учета вращающихся масс, который может быть
рассчитан по уравнению (общий случай):
dврn = 1 + [Je*hтр* +Jk]* (29)
где: Je - момент инерции вращающихся масс двигателя, приведенный к маховику. Обычно, его принимают равным моменту инерции
маховика;
Jk - суммарный момент инерции ведущих и ведомых колес по осям
автомобиля.
Je и Jk либо задаются руководителем, либо подбираются по техническим характеристикам заданного двигателя и выбранных (для
проектируемого автомобиля) шин.
Uтрni, hтр,g, Ga, rk, n, i - то же, что и выше.
Если нет возможности определить значения Je и Jk, то dврn (на каждой из n-передач) можно расчитать по уравнению:
dвр = 1.05 + 0.03*U2n, (30)
где: Un - передаточное отношение в коробке передач на n-ой передаче.
Результаты расчета на ЭВМ, по формулам (26 ... 30), даются в машинной распечатке, по которым строятся:
- динамические характеристики (динамический баланс), т.е. Dni, fni = f(Vni),
- баланс по ускорениям, т.е. jni = f(Vni).
Особенностью баланса по ускорению является то, что в точках пересечения предыдущей и последующей кривых ускорений (по передачам), ускорения и скорости – одинаковы. Таким образом, эти точки являются оптимальными для перехода с одной передачи на другую, т. к. угловые скорости вращения шестерён предыдущей и последующей ступеней здесь одинаковы, что даёт возможность безударного переключения передачи.
По результатам графического решения определяют максимальную скорость по динамическому балансу (по свободной силе тяги).Va D и по условиям баланса по ускорению - Va J.
Учитывая, что баланс по ускорениям является завершающим, по тягово - динамическим характеристикам, необходима проверка правильности выполненных расчётов - по равенству Va P =Va N =Va D =Va J с точностью до 3%.
Дата добавления: 2019-01-14; просмотров: 364; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!