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: 214; Мы поможем в написании вашей работы!






Мы поможем в написании ваших работ!