Расчет и построение динамической характеристики автомобиля

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 3Следующая ⇒

Для построения динамической характеристики автомобиля при различной частоте вращения коленчатого вала двигателя рассчитывают значение скорости движения и динамического фактора на каждой передаче.

В качестве примера произведем расчет на 4 передачи при максимальной частоте вращения:

В этих формулах индекс соответствует номеру передачи, для которой ведется расчет, - вес полностью загруженного автомобиля (Н).

Обозначения остальных величин соответствуют ранее принятым, при этом значения скорости исчисляются в м/с, а частоты вращения коленчатого вала в об/мин.

Остальные результаты приведены в таблице 4.1

Таблица 4.1– Результаты расчета динамической характеристики

Параметры

Передача

Значения при оборотах

1860

2480

3100

3720

4340

4960

6200

6500

, км/ч

111

116

100

117

133

167

175

108

129

151

173

5236

6621

7666

8372

8739

8766

7803

7366

3474

4393

5086

5554

5798

5816

5177

4887

2305

2914

3374

3685

3846

3858

3434

3242

1529

1933

2239

2445

2552

2560

2279

2151

1183

1496

1732

1891

1974

1980

138

152

113

154

201

314

345

114

178

256

349

456

712

783

146

259

405

583

793

1036

1618

1779

243

433

676

974

1325

1731

2705

0.26

0.33

0.38

0.42

0.44

0.38

0.36

0.17

0.22

0.25

0.27

0.28

0.24

0.23

0.11

0.14

0.16

0.17

0.18

0.17

0.14

0.12

0.07

0.08

0.09

0.08

0.03

0.019

0.05

0.03

0.01

Расчет и построение разгонных характеристик

Ускорение автомобиля определяем по формуле:

где - суммарный коэффициент дорожных сопротивлений, принимаем 0,02;

g – ускорение свободного падения, м/с ;

- коэффициент учета вращающихся масс.

Коэффициент учета вращающихся масс определяем по формуле :

Для ускорения автомобиля найдем обратную величину обратную величину .

Для определения времени разгона автомобиля до какой-либо скорости необходимо разбить всю область под кривыми графика в , – координатах на вертикальные участки, нижние основания которых – отрезки оси абсцисс, а верхние представляют собой части кривых графика. Рассчитав значения площадей , всех участков, можем определить время разгона автомобиля до скорости соответственно по формуле:

Для определения пути разгона разбиваем все пространство по левую сторону от кривой времени разгона автомобиля на 9 горизонтальных областей, левые основания которых - отрезки на оси координат , а правые представляют собой участки кривой времени разгона.

Рассчитав значения площадей всех областей, можем рассчитать путь разгона … , который необходимо проехать автомобилю для разгона до скорости по формуле:

В качестве примера произведем расчет на 1 передачи при максимальной частоте вращения:

Остальные результаты приведены в таблице 5.1:

Таблица 5.1 – Результаты расчета разгонных характеристик

1.39

1.79

2.09

2.28

2.38

2.39

2.09

1.96

1.19

1.53

1.79

1.96

2.04

2,03

1.74

1.61

0.80

1.04

1.21

1.31

1.34

1.30

1.01

0.89

0.44

0.57

0.64

0.65

0.61

0.50

0.12

0.25

0.31

0.24

0.12

0.72

0.56

0.48

0.44

0.42

0.48

0.51

0.84

0.65

0.56

0.51

0.49

0.58

0.62

1.25

0.96

0.83

0.76

0.75

0.77

0.99

1.12

2.28

1.76

1.56

1.53

1.65

1.99

8.58

3.94

3.21

3.24

4.10

8.51

0.85

0.70

0.62

0.58

0.57

1.21

0.32

1.50

1.23

1.09

1.02

1.00

2.17

0.59

3.35

2.73

2.44

2.32

2.33

5.33

1.57

9.20

7.68

7.18

7.37

8.37

30.00

21.17

19.32

21.70

33.17

0.85

1.55

2.17

2.75

3.32

4.52

4.85

1.50

2.73

3.81

4.83

5.83

8.00

8.59

3.35

6.08

8.52

10.84

13.17

18.50

20.07

9.20

16.88

24.06

31.43

39.80

69.80

21.17

40.49

62.20

95.37

14.52

15.32

16.60

18.36

20.73

52.96

16.10

38.55

40.52

43.88

48.65

55.20

143.18

44.33

129.72

136.13

148.44

166.81

193.29

531.41

177.79

537.50

576.23

658.68

799.16

1047.50

4504.72

1598.29

1874.95

2574.52

4650.12

14.52

29.84

46.44

64.80

85.52

138.48

154.5

38.55

79.07

122.95

171.60

226.81

369.98

414.31

129.72

265.85

414.29

581.10

774.40

1305.80

1483.5

537.50

1113.72

1772.40

2571.56

3619.06

8123.79

1598.29

3473.24

6047.76

10697.88

Исходя из проведенных выше расчетов, стоим графики: характеристика ускорений, динамическая характеристика, разгонная диаграмма, разгонная характеристика.

Расчет и построение экономической характеристики автомобиля

Расход топлива в литрах на 100 км находят по формуле:

где - удельный расход топлива г/кВт ч;

- мощность двигателя, необходимая для движения в заданных дорожных условиях со скоростью , кВт:

- плотность топлива, кг/л;

- скорость движения, км/ч.

В качестве примера произведем расчет при максимальной скорости движения и максимальной частоте вращения:

Эффективная мощность, необходимая для движения в заданных условиях

где - приведенный коэффициент дорожных сопротивлений;

- масса автомобиля, кг;

- ускорение свободного падения, м/с²;

- сила сопротивления воздушной среды, Н;

- скорость движения, км/ч;

- КПД трансмиссии.

Входящий в формулу удельный расход топлива вычисляют с учетом скоростного режима и загрузки двигателя

где и - коэффициенты, учитывающие влияние на удельный расход топлива скоростного и нагрузочного режима работы двигателя;

- удельный расход топлива на номинальном режиме, г/кВт ч.

Значения коэффициента находят как функцию отношения оборотов, соответствующих развиваемой скорости движения к номинальным, то есть

- как функцию отношения развиваемой мощности и мощности двигателя по внешней скоростной характеристике при данной частоте вращения коленчатого вала

Учитывая значительную погрешность определения коэффициентов и по графикам, рекомендуется рассчитывать их значения по формулам:

- для карбюраторных двигателей;

- для дизелей.

К n = А – ВИ + СИ²

Значения коэффициентов для дизельных двигателей: А = 1,7; В=2,63; C=1,92;

Для карбюраторных: А = 2,75; В = 4,61; С = 2,86 .

К_ω – коэффициент, учитывающий зависимость g_e от частоты вращения вала двигателя:

К_ω = А – В n / nN + C ( n / nN )²

Для всех типов двигателей: А = 1,23; В = 0,792; C=0,56.

В этих формулах и .

Таблица 6.1 – Результаты расчета

	км/ч	Н	кВт
об/мин	км/ч	Н	кВт						г/кВт ч	л/100км
1860	50	145.7	3.5	113.7	0.30	0.03	1.04	2.69	843	8.2
2480	67	259.0	6.8	37.3	0.40	0.18	1.00	2.06	618	8.8
3100	83	404.6	12.1	54.0	0.50	0.22	0.97	1.92	557	11.2
3720	100	582.7	19.6	70.8	0.60	0.28	0.95	1.74	496	13.5
4340	117	793.1	30.0	86.2	0.70	0.35	0.94	1.53	434	15.5
4960	133	1035.8	43.7	98.9	0.80	0.44	0.95	1.30	372	16.9
6200	167	1618.5	82.7	110.0	1.00	0.75	1.00	0.91	273	18.8
6500	175	1778.9	94.8	108.9	1.05	0.87	1.02	0.91	278	20.9
1860	50	145.7	4.9	113.7	0.30	0.04	1.04	2.63	825	11.2
2480	67	259.0	8.7	37.3	0.40	0.23	1.00	1.89	566	10.2
3100	83	404.6	14.4	54.0	0.50	0.27	0.97	1.78	516	12.3
3720	100	582.7	22.4	70.8	0.60	0.32	0.95	1.62	462	14.4
4340	117	793.1	33.2	86.2	0.70	0.39	0.94	1.44	406	16.1
4960	133	1035.8	47.3	98.9	0.80	0.48	0.95	1.23	350	17.2
6200	167	1618.5	87.3	110.0	1.00	0.79	1.00	0.90	270	19.6
6500	175	1778.9	99.6	108.9	1.05	0.92	1.02	0.93	284	22.5
1860	50	145.7	6.2	113.7	0.30	0.05	1.04	2.58	808	14.0
2480	67	259.0	10.5	37.3	0.40	0.28	1.00	1.73	518	11.3
3100	83	404.6	16.7	54.0	0.50	0.31	0.97	1.65	478	13.3
3720	100	582.7	25.2	70.8	0.60	0.36	0.95	1.51	431	15.1
4340	117	793.1	36.5	86.2	0.70	0.42	0.94	1.35	381	16.5
4960	133	1035.8	51.0	98.9	0.80	0.52	0.95	1.16	330	17.5
6200	167	1618.5	91.9	110.0	1.00	0.84	1.00	0.90	270	20.7
6500	175	1778.9	104.5	108.9	1.05	0.96	1.02	0	294	24.4

На основании данных рассчитанных выше, строим экономическую характеристику

2) Пример расчета экономической характеристики при работе двигателя на максимальной частоте вращения.

Определяем максимальную скорость автомобиля по формуле ,

где – максимальная частота вращения коленчатого вала;

– динамический радиус колеса;

– передаточное число главной передачи;

– передаточное число на прямой передаче.

Определяем мощность на преодоление дорожного сопротивления автомобиля:

где – полная масса автомобиля,

– суммарный коэффициент дорожного сопротивления.

Определим мощность на преодоление сопротивления воздуха:

где – коэффициент сопротивления воздуха,

– площадь поперечного сечения автомобиля.

Определим мощность двигателя необходимую для движения в заданных условиях:

где – механический КПД трансмиссии.

Расход топлива на 100 км на высшей передаче при максимальной скорости находим по формуле:

где – удельный расход топлива г/кВт ч,

– мощность двигателя, необходимая для движения в заданных дорожных условиях со скоростью ;

– плотность топлива, кг/м³;

– скорость движения, м/с.

Для определения удельного расхода топлива при работе двигателя с одинаковой эффективной мощностью на разных скоростных режимах, необходимо сравнить значения удельного расхода в точках, которые соответствуют работе автомобиля на разных передачах, при эффективной мощности двигателя 90 кВт, развиваемой им на внешней и частичной скоростных характеристик.

Для расчета внешней и частичной скоростных характеристик определяем следующие параметры.

Номинальная угловая скорость:

Номинальный момент двигателя:

Текущее значение момента скоростной характеристики рассчитываем по формуле:

где х = ω_д/ω_дн.

Таблица 6.2 – Результаты расчета

	% др.	Величина относительного показателя
ω_д/ω_дн		0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1	1,15
ω_д	с^-1	129,8	194,7	220,0	324,5	389,4	454,3	519,1	584,0	648,9	746,3
N_д	100	26,5	42,2	49,7	75,1	91,0	105,7	118,4	128,6	110,0	138,4
	70	23,1	35,6	40,6	60,0	68,6	76,2	79,2	79,2	73,7	56,9
	50	21,3	32,0	35,8	51,2	56,1	57,8	56,3	50,5	38,5
	40	19,8	29,0	32,1	42,4	44,2	42,4	34,3	19,8
	20	15,4	22,4	23,5	29,2	25,1	7,7
	10	12,1	16,5	14,3	7,9
M_к	100	204,5	216,9	225,9	231,5	233,8	232,6	228,1	220,2	169,5	185,5
	70	177,98	183,07	184,76	184,76	176,29	167,81	152,56	135,61	113,57	76,28
	50	164,42	164,42	162,73	157,64	144,08	127,13	108,49	86,45	59,33
	40	152,56	149,17	145,78	130,52	113,57	93,23	66,11	33,90
	20	118,66	115,27	106,79	89,84	64,41	16,95
	10	93,23	84,75	65,07	24,40
g_е	100	267,00	253,50	250,29	248,57	252,00	257,14	267,43	282,00	300,00	334,29
	70	246,00	233,14	231,43	231,43	235,71	240,00	248,57	270,86	294,86	361,71
	50	240,00	237,43	237,43	240,00	243,43	252,00	267,43	291,43	345,82
	40	241,71	239,14	240,00	243,00	255,00	285,00	324,00	372,00
	20	270,00	261,00	270,00	324,00	450,00
	10	300,00	354,00	630,00	900,00

По этим данным строится внешняя и частичные характеристики двигателя

Наложим на графики частичных режимов линии внешней нагрузки , и сумму их – получим графики баланса мощности и момента. От точек пересечения линии нагрузки с кривыми частичных характеристик, опустим перпендикуляры до соответствующих линий удельного расхода топлива. Полученные значения внесем в таблицу 6.3.

Таблица 6.3 – Результаты расчета

G_а =	19914	k_w =	0.36	F =	2.12	r_к =	0.34	η_тр =	0.96
ω_д	с-1	129.8	194.7	220.0	324.5	389.4	454.3	519.1	584.0	648.93	746.3
Высшая передача		i_о=	4.53	i _кп=	1.06		ψ₁ =	0.02	ψ₂=	0.06
V	м/с	9.3	13.9	15.7	23.2	27.8	32.4	37.1	41.7	46.3	53.3
N_ψ1	кВт	3.8	5.8	6.5	9.6	11.5	13.4	15.4	17.3	19.2	22.1
N_ψ2	кВт	11.5	17.3	19.5	28.8	34.6	40.3	46.1	51.9	57.6	66.3
N_w	кВт	0.6	2.1	3.0	9.7	16.8	26.7	39.9	56.8	77.9	118.5
N_c1	кВт	4.5	7.9	9.5	19.3	28.4	40.2	55.3	74.1	97.1	140.6
N_c2	кВт	12.2	19.4	22.6	38.6	51.4	67.1	86.0	108.7	135.6	184.8

ω_д	с-1	129.8	194.7	220.0	324.5	389.4	454.3	519.1	584.0	648.93	746.3
Предыдущая передача		i_о=	4.53	i _кп=	1.33		ψ₁ =	0.02	ψ₂=	0.06
V	м/с	7.4	11.1	12.5	18.5	22.2	25.8	29.5	33.2	36.9	42.5
N_ψ1	кВт	3.1	4.6	5.2	7.7	9.2	10.7	12.2	13.8	15.3	17.6
N_ψ2	кВт	9.2	13.8	15.6	23.0	27.6	32.2	36.7	41.3	45.9	52.8
N_w	кВт	0.3	1.1	1.5	4.9	8.5	13.5	20.2	28.8	39.4	60.0
N_c1	кВт	3.4	5.7	6.7	12.6	17.7	24.2	32.4	42.5	54.8	77.6
N_c2	кВт	9.5	14.8	17.1	27.9	36.1	45.7	56.9	70.1	85.4	112.81663

Таблица 6.4 – Точки пересечения частичных характеристик и нагрузки. Высшая передача ψ = 0,02

		6	5	4	3	2	1
ω_д	с-1	250.00	380.00	460.00	520.00	595.00	730.00
V	м/с	17.85	27.13	32.84	37.12	42.48	52.11
g_e	г/кВт.ч	720.00	430.00	295.00	270.00	280.00	330.00
N_c1	кВт	12.00	23.00	42.00	56.00	78.00	133.00
Q₁₀₀	л/100км	18.42	13.87	14.36	15.50	19.56	32.05

Таблица 6.5 – Точки пересечения частичных характеристик и нагрузки. Высшая передача ψ = 0,06

		6	5	4	3	2	1
ω_д	с-1	195.00	240.00	350.00	420.00	495.00	610.00
V	м/с	13.92	17.13	24.99	29.98	35.34	43.55
g_e	г/кВт.ч	360.00	280.00	260.00	250.00	240.00	280.00
N_c2	кВт	20.00	26.00	44.00	56.00	76.00	110.00
Q₁₀₀	л/100км	19.68	16.17	17.42	17.77	19.64	26.91

Таблица 6.6 – Точки пересечения частичных характеристик и нагрузки. Предыдущая передача ψ = 0,02

		6	5	4	3	2	1
ω_д,с^-1	с-1	280.00	410.00	520.00	606.00	690.00
V, м/с	м/с	15.93	23.33	29.59	34.48	39.26
g_e,г/кВт.ч	г/кВт.ч	790.00	450.00	320.00	320.00	310.00
N_c1,кВТ	кВт	10.00	20.00	32.00	46.00	66.00
Q₁₀₀	л/100км	18.87	14.68	13.17	16.24	19.83

Таблица 6.6 – Точки пересечения частичных характеристик и нагрузки. Предыдущая передача ψ = 0,06

		6	5	4	3	2	1
ω_д,с^-1	с-1	205.00	330.00	440.00	520.00	620.00
V, м/с	м/с	11.66	18.78	25.03	29.59	35.28
g_e,г/кВт.ч	г/кВт.ч	440.00	320.00	280.00	270.00	280.00
N_c2	кВт	16.00	28.00	44.00	56.00	76.00
Q₁₀₀	л/100км	22.97	18.16	18.73	19.45	22.95

Дата добавления: 2019-07-17; просмотров: 254; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 123 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!