Читайте также:
|
|
2.1 Определение окружного усилия на колесах автомобиля, Pk=f(V)
Сила, обеспечивающая движение автомобиля - окружная сила на ведущих колесах Pk, находится для каждой передачи по формуле:
где - передаточное число трансмиссии на i-той передаче.
- передаточное число главной передачи.
- передаточное число коробки передач на i-той передаче.
- КПД трансмиссии АТС на i-той передаче.
- кинематический радиус пневматического колеса, м.
Скорость движения автомобиля находится из уравнения:
КДП трансмиссии АТС характеризует относительные затраты мощности ДВС на преодоление сил трения (между зубьями кинематических пар трансмиссии, подшипниковых узлов и т.д.) и гидравлических сил сопротивления (барботаж смазочных материалов, узлов, механизмов, агрегатов и т.д.), который выбирается в зависимости от типа АТС и порядка включения передачи в КП.
Расстояние от оси колеса по опорной поверхности, замеренное у неподвижного колеса, называется статическим радиусом rст.
Расстояние от оси колеса до опорной поверхности, замеренное при качении колеса, называется динамическим радиусом rд.
При качении колеса по твердой опорной поверхности с малой скоростью статический и динамический радиусы его практически одинаковы. Поэтому при приближенных расчетах динамический радиус принимают равным статическому.
Статический радиус при известных конструктивных параметрах шин можно найти из соотношения:
- посадочный диаметр обода, мм;
- отношение высоты профиля к его ширине (Н/В);
- коэффициент, учитывающий смятие шины под нагрузкой.
Таблица 4. Параметры пневматических шин
№ | Тип машины | H/B | lсм |
Шины грузовых автомобилей | 0,85…0,9 | ||
Шины легковых автомобилей - с дюймовым обозначением - со смешанным обозначением - радиальные | 0,95 0,8…0,85 0,7 | 0,85…0,88 0,8 … 0,85 0,8 … 0,85 |
Кинематический радиус колеса при приближенных расчетах определяют по формуле:
где - коэффициент деформации пневматической шины.
Для легковых автомобилей принимают , для грузовых
Решение:
Таблица 5. Данные для расчета
Передаточные числа | |||||
Г.П. | |||||
6,45 | 3,56 | 1,98 | 1,275 | 1,00 | 3,9 |
КПД трансмисси | |||||
0,85 | 0,86 | 0,87 | 0,88 | 0,89 |
Принимаем lсм=0,85.
Таблица 6. Радиусы колеса, передаточные числа трансмиссии
rст | rк | Uтр1 | Uтр2 | Uтр3 | Uтр4 | Uтр5 |
0,362 | 0,372 | 25,155 | 13,884 | 7,722 | 4,9725 | 3,9 |
Таблица 7. Скорости на i-той передаче
Передача | |||||
Vmin | 4,47 | 8,10 | 14,57 | 22,62 | 28,84 |
V1 | 5,59 | 10,13 | 18,21 | 28,28 | 36,05 |
V2 | 6,71 | 12,15 | 21,85 | 33,93 | 43,26 |
V3 | 7,82 | 14,18 | 25,49 | 39,59 | 50,47 |
V4 | 8,94 | 16,20 | 29,13 | 45,24 | 57,68 |
V5 | 10,06 | 18,23 | 32,77 | 50,90 | 64,89 |
V6 | 11,18 | 20,25 | 36,42 | 56,55 | 72,10 |
V7 | 12,30 | 22,28 | 40,06 | 62,21 | 79,31 |
Vmax | 13,41 | 24,30 | 43,70 | 67,86 | 86,52 |
Таблица 8. Окружная сила на ведущих колесах на i-той передаче
Передача | |||||
PКmin | 24971,81 | 13945,04 | 7846,14 | 5110,51 | 4053,79 |
Pk1 | 25485,79 | 14232,06 | 8007,63 | 5215,70 | 4137,23 |
Pk2 | 25740,81 | 14374,47 | 8087,75 | 5267,89 | 4178,63 |
Pk3 | 25736,86 | 14372,27 | 8086,52 | 5267,08 | 4177,99 |
Pk4 | 25473,96 | 14225,46 | 8003,91 | 5213,28 | 4135,31 |
Pk5 | 24952,10 | 13934,03 | 7839,94 | 5106,48 | 4050,59 |
Pk6 | 24171,27 | 13498,00 | 7594,61 | 4946,68 | 3923,84 |
Pk7 | 23131,49 | 12917,35 | 7267,91 | 4733,89 | 3755,04 |
PКmax | 21832,75 | 12192,09 | 6859,84 | 4468,10 | 3544,21 |
2.2Определение силы лобового сопротивления воздушной среды, Pw=f(V)
Значительная часть полезной мощности, вырабатываемой автомобильным двигателем, расходуется на преодоление сил сопротивления воздушной среды. Если представить, что, не меняя формы машины, её удалось сделать на треть легче (в действительности это непросто), сопротивление качению колёс снизилось бы на треть, аэродинамическое сопротивление осталось неизменным. Значит, признавая необходимость облегчения автомобиля (ему ведь приходится и разгонятся, и тормозить, и преодолевать подъёмы), подчеркнём: основные показатели легкового автомобиля на высоких скоростях зависят, прежде всего, от его аэродинамических качеств. Дело ведь не только в том, чтобы машина была максимально «обтекаемой». Нужно, чтобы действующие со стороны воздушного потока силы не ухудшали её поведения на дороге, вызвав неустойчивость.
Нужно обеспечить хорошее охлаждение двигателя, агрегатов, функционирование климатической установки и тормозов с меньшим расходом воздуха, иначе опять увеличится сопротивление. От аэродинамики подкапотного пространства зависит распределение пыли, а отсюда - срок службы фильтров, чистота воздуха в салоне и т.д. Очень важную роль играет конструкция стоек крыши, водосливных желобов и других подобных устройств (при неудачных решениях резко увеличивается сопротивление, вода падает на боковые стёкла).
Кроме формы автомобиля важен и его размер. Для легковых автомобилей он меняется в зависимости от класса примерно от 1,5 до 2,5 м, у грузовых может быть в 3-4 раза больше.
Коэффициент аэродинамического сопротивления определяют при помощи аэродинамической трубы, в которую помещают натуральный автомобиль, а не его модель. Сегодня у лучших легковых автомобилей значение данного коэффициента - ниже 0,3 кг/м3 (купе«Опель-Калибра» - 0,26 кг/м).
Таблица 9. Коэффициенты аэродинамического сопротивления некоторых автомобилей (k)
Марка | Значение коэффициента, кг/м3 |
Нива | 0,56…0,57 |
ВАЗ- 2101,2103,2105, 2106,2107 | 0,45…0,5 |
ВАЗ-2109 | 0,41…0,46 |
ОКА | 0,4 |
Москвич-2141 | 0,38…0,43 |
ВАЗ -2110 | 0,34…0,35 |
Грузовые автомобили | 0,6…1,0 |
Сила лобового сопротивления воздушной среды рассчитывается для высшей передачи по формуле:
где k - коэффициент аэродинамического сопротивления (коэффициент обтекаемости), кг/м3.
F - лобовая площадь автомобиля, м2;
для легкового автомобиля со стандартным кузовом F=0,8ВН; для автобусов и грузовых автомобилей кузовом-фургоном или с тентом F=0,9ВН, где В, Н - соответственно габаритная ширина и высота а/м, м.
Решение:
Таблица 10. Данные для расчета
F | B | H | k |
8,38 | 2,6 | 3,58 | 0,6 |
Таблица 11. Сила лобового сопротивления воздушной среды
5 передача | |
PWmin | 285,87 |
Pw1 | 446,67 |
Pw2 | 643,20 |
Pw3 | 875,47 |
Pw4 | 1143,47 |
Pw5 | 1447,21 |
Pw6 | 1786,68 |
Pw7 | 2161,88 |
PWmax | 2572,81 |
2.3 Определение силы дорожного сопротивления, Pψ=f(V)
Сила дорожного сопротивления складывается из двух составляющих: силы сопротивления качению колеса и силы, обусловленной подъемом дорожного полотна.
где - суммарный вес автомобиля, Н.
Суммарный вес автомобиля есть произведение полной массы на ускорение свободного падения.
- приведенный коэффициент дорожного сопротивления.
где i - уклон дороги, i=tg ;
- угол наклона плоскости дороги к горизонтальной плоскости, град.
f - коэффициент сопротивления качению.
Сопротивление качению автомобильного колеса зависит от многих конструктивных и эксплуатационных факторов: конструкции шины, давления воздуха в ней, температуры, нагрузки и передаваемого шиной момента, скорости движения автомобиля, состояния дорожной поверхности. На дорогах с твердым покрытием сопротивление качению во многом зависит от размеров и характера шероховатостей дороги, при движении по мягким или грязным опорным поверхностям затрачивается дополнительная работа на деформирование грунта. Исследования показали, что при движении автомобиля со скоростью до 70 км/ч сопротивление качению можно считать постоянным. Увеличение силы сопротивления качению наблюдается при скорости свыше 70 км/ч, при этом сила дорожного сопротивления рассчитывается по формуле:
- 7*10-6 - динамический коэффициент;
- коэффициент сопротивления качению. Для грузового автомобилей с колесной формулой 4x2
Решение:
Суммарный вес автомобиля
Таблица 12. Сила дорожного сопротивления
5 передача | |
Pψmin | 2023,93 |
Pψ1 | 2048,87 |
Pψ2 | 2079,35 |
Pψ3 | 2115,37 |
Pψ4 | 2156,93 |
Pψ5 | 2204,03 |
Pψ6 | 2256,67 |
Pψ7 | 2314,86 |
Pψmax | 2378,58 |
Рисунок 2. Силовой баланс автомобиля
3. Построение динамической характеристики автомобиля, Д=f(V)
Сравнение автомобилей по мощности двигателя не вызывает затруднений, когда автомобили близки по массе, аэродинамике, типам трансмиссий, передаточным числам, размерам шин. Однако, наиболее универсальным показателем для сравнения различных автомобилей, мотоциклов и т.д., является величина, называемая динамическим фактором, совпадающая с величиной угла подъёма дороги, который доступен автомобилю. На горизонтальной дороге избыток тяговой силы может быть затрачен на разгон или на преодоление тяжёлого участка с рыхлым снегом, песком, гравием. Таким образом, динамическим фактором называют величину свободной тяговой силы, приходящейся на единицу веса автомобиля.i
или
где - коэффициент учета вращающихся масс;
j - ускорениеавтомобиля, м/с2;
g - ускорение свободного падения, 9,81 м/с2.
,
IM - момент инерции маховика, кг*м2 ;
i - номер передачи;
SIk - суммарный момент инерции колёс, кг*м2;
Зависимость Д=f(V) называют динамической характеристикой автомобиля, она позволяет определить:
- диапазон возможных дорожных сопротивлений, при которых автомобиль может двигаться, не переключаясь на предшествующую передачу;
- значение динамического фактора, при котором возможно движение АТС с максимальной скоростью в заданных дорожных условиях;
- максимальное значение динамического фактора на низшей передаче, которое соответствует максимальному дорожному сопротивлению, преодолеваемому автомобилем.
Решение:
Таблица 13. Динамический фактор автомобиля
Передача | |||||
Дmin | 0,249149 | 0,137859 | 0,076304 | 0,048694 | 0,038029 |
Д1 | 0,252714 | 0,139133 | 0,076311 | 0,048133 | 0,037248 |
Д2 | 0,253304 | 0,138586 | 0,075136 | 0,046676 | 0,035682 |
Д3 | 0,25092 | 0,13622 | 0,072779 | 0,044323 | 0,033331 |
Д4 | 0,245562 | 0,132033 | 0,069241 | 0,041076 | 0,030196 |
Д5 | 0,237229 | 0,126026 | 0,06452 | 0,036932 | 0,026275 |
Д6 | 0,225922 | 0,118199 | 0,058618 | 0,031893 | 0,02157 |
Д7 | 0,211641 | 0,108552 | 0,051534 | 0,025959 | 0,016079 |
Дmax | 0,194386 | 0,097085 | 0,043268 | 0,019129 | 0,009804 |
Рисунок 3. Динамическая характеристика автомобиля
Таблица 14. Данные для расчета
Im | SIk | ma |
2,5506 | 9,3293 |
Таблица 15. Коэффициент учета вращающихся масс
Передача | |||||
σ | 1,983228 | 1,307644 | 1,100835 | 1,046148 | 1,03122 |
4. Построение графика ускорений, j=f(V)
Значение ускорения автомобиля в заданных дорожных условиях на разных передачах определяется по формуле:
,м/с2
На высшей передаче график ускорений пересекает ось абсцисс у карбюраторного двигателя и не пересекает у дизельного, что объясняется тем, что у карбюраторного двигателя по сравнению с дизельным отсутствует ограничитель оборотов.
Решение:
Таблица 16. Ускорение автомобиля
Передача | |||||
jmin | 1,190731 | 0,954837 | 0,575054 | 0,341194 | 0,24271 |
j1 | 1,208705 | 0,964579 | 0,575117 | 0,335828 | 0,235138 |
j2 | 1,211681 | 0,960401 | 0,564444 | 0,321903 | 0,219954 |
j3 | 1,19966 | 0,942304 | 0,543036 | 0,299417 | 0,197159 |
j4 | 1,172642 | 0,910288 | 0,510891 | 0,26837 | 0,166753 |
j5 | 1,130627 | 0,864352 | 0,468011 | 0,228764 | 0,128734 |
j6 | 1,073615 | 0,804496 | 0,414395 | 0,180597 | 0,083104 |
j7 | 1,001605 | 0,730721 | 0,350043 | 0,12387 | 0,029862 |
jmax | 0,914599 | 0,643026 | 0,274954 | 0,058583 | -0,03099 |
Рисунок 4. График ускорений карбюраторного двигателя
5. Построение скоростной характеристики автомобиля, S=f(V), t=f(V)
График интенсивности разгона полезен для определения абсолютных величин и характера разгонной характеристики на различных передачах. Однако абсолютные величины интенсивности разгона не дают полного представления о динамических возможностях автомобилей различных классов, поэтому наиболее практичной с точки зрения наглядности является характеристика времени разгона автомобиля.
При расчёте используют график ускорений автомобиля на высшей передаче. Для того, чтобы определить время и путь разгона в интервале скоростей от Vmin до Vmax, этот интервал разбивают на мелкие участки, для каждого из которых считают:
j=jcp=0,5(jн+jK),
где jн, jK - ускорения в начале и в конце участка, м/с2.
Для каждого участка можно записать:
,
Где t - время изменения скорости VH до Vk, c;
Путь за время движения t определяется произведением скорости на время
ср* ,
Решение:
Таблица 17. Среднее ускорение jср, время изменения скорости , пусть S за время движения средняя скорость Vср
j ср-1 | j ср-2 | j ср-3 | j ср-4 | j ср-5 | j ср-6 | j ср-7 | j ср-8 |
0,3385 | 0,32885 | 0,31065 | 0,2839 | 0,24855 | 0,20465 | 0,15225 | 0,09125 |
∆t1 | ∆t2 | ∆t3 | ∆t4 | ∆t5 | ∆t6 | ∆t7 | ∆t8 |
24,07858 | 24,78577 | 26,23692 | 28,7094 | 32,793 | 39,82702 | 53,53432 | 89,32274 |
V ср-1 | V ср-2 | V ср-3 | V ср-4 | V ср-5 | V ср-6 | V ср-7 | V ср-8 |
4,0753 | 4,0754 | 4,07525 | 4,0753 | 4,07535 | 4,0753 | 4,0753 | 4,07535 |
S1 | S2 | S3 | S4 | S5 | S6 | S7 | S8 |
98,12745 | 101,0119 | 106,922 | 116,9994 | 133,643 | 162,3071 | 218,1684 | 364,0214 |
Рисунок 5. График ускорений на высшей передаче
Рисунок 6.1. Скоростная характеристика АТС
Рисунок 6.2. Скоростная характеристика АТС
6. Построение топливной характеристики Qs=f(V)
Топливная характеристика строится для высшей передачи при следующих значениях приведённого коэффициента дорожного сопротивления:
Расход топлива на 100 км определяется по формуле:
Расход топлива на 100 км определяется по формуле:
, л/100км,
где qx - текущее значение удельного расхода топлива при развиваемой мощности ДВС, гр/(кВтч);
Nx - мощность двигателя, необходимая для обеспечения движения автомобиля с заданной скоростью при определённых дорожных сопротивлениях, кВт;
ρ - плотность топлива, г/см3;
ρ = 0,74 г/см3 - для бензина;
ρ = 0,825 г/см3 - для ДТ.
где Nk - мощность на ведущей оси, кВт
Здесь - мощность, затрачиваемая на преодоление сил дорожного сопротивления, кВт;
- мощность, затрачиваемая на преодоления сил лобового сопротивления, кВт
где - номинальный удельный расход топлива, гр/(кВт ч);
= 195...230 гр/(кВтч) - дизельный двигатель;
= 260..310 гр/(кВт'ч) - карбюраторный двигатель;
Для карбюраторного двигателя: kN = 2.75 - 4.61 *U + 2.86*U2
Для дизельного двигателя: kN = 1.7-2.63 *U +1.92 *U2,
Решение:
Таблица 18. Коэффициенты дорожного сопротивления, плотность топлива, номинальный удельный расход топлива
ψ1 | ψ2 | ψ3 | ρ | qN |
0,016079 | 0,01206 | 0,01407 | 0,825 |
Таблица 19. Сила дорожного сопротивления при соответствующем коэффициенте дорожного сопротивления
Pψ1 | Pψ2 | Pψ3 |
1635,87 | 1237,99 | 1436,93 |
1660,81 | 1262,92 | 1461,87 |
1691,29 | 1293,40 | 1492,35 |
1727,31 | 1329,42 | 1528,37 |
1768,87 | 1370,98 | 1569,93 |
1815,97 | 1418,09 | 1617,03 |
1868,61 | 1470,73 | 1669,67 |
1926,80 | 1528,91 | 1727,86 |
1990,53 | 1592,64 | 1791,58 |
Таблица 20. Мощности, затрачиваемые автомобилем
Nw | Nψ | Nk | Nx | ||||||
ψ1 | ψ2 | ψ3 | ψ1 | ψ2 | ψ3 | ψ1 | ψ2 | ψ3 | |
2,290 | 13,105 | 9,918 | 11,512 | 15,396 | 12,208 | 13,802 | 17,298 | 13,717 | 15,508 |
4,473 | 16,632 | 12,647 | 14,639 | 21,105 | 17,120 | 19,112 | 23,713 | 19,236 | 21,475 |
7,729 | 20,324 | 15,543 | 17,933 | 28,053 | 23,272 | 25,663 | 31,521 | 26,148 | 28,835 |
12,274 | 24,216 | 18,638 | 21,427 | 36,490 | 30,912 | 33,701 | 41,000 | 34,733 | 37,867 |
18,321 | 28,342 | 21,967 | 25,154 | 46,663 | 40,288 | 43,476 | 52,431 | 45,268 | 48,849 |
26,087 | 32,734 | 25,562 | 29,148 | 58,820 | 51,648 | 55,234 | 66,090 | 58,032 | 62,061 |
35,784 | 37,425 | 29,456 | 33,441 | 73,209 | 65,240 | 69,225 | 82,257 | 73,304 | 77,780 |
47,629 | 42,449 | 33,684 | 38,067 | 90,078 | 81,312 | 85,695 | 101,211 | 91,362 | 96,287 |
61,835 | 47,840 | 38,277 | 43,059 | 109,675 | 100,112 | 104,894 | 123,230 | 112,486 | 117,858 |
Таблица 21. Текущее значение удельного расхода топлива, коэффициенты
kn | U | kN | qx | ||||||
ψ1 | ψ2 | ψ3 | ψ1 | ψ2 | ψ3 | ψ1 | ψ2 | ψ3 | |
1,057 | 0,181 | 0,143 | 0,162 | 1,287 | 1,362 | 1,324 | 265,368 | 280,857 | 272,974 |
1,034 | 0,248 | 0,201 | 0,224 | 1,166 | 1,249 | 1,207 | 235,149 | 251,829 | 243,277 |
1,019 | 0,329 | 0,273 | 0,301 | 1,042 | 1,125 | 1,082 | 207,060 | 223,491 | 214,975 |
1,012 | 0,428 | 0,363 | 0,396 | 0,926 | 0,998 | 0,960 | 182,673 | 197,027 | 189,444 |
1,013 | 0,548 | 0,473 | 0,510 | 0,835 | 0,886 | 0,858 | 165,042 | 174,948 | 169,463 |
1,022 | 0,691 | 0,606 | 0,648 | 0,799 | 0,811 | 0,802 | 159,356 | 161,703 | 159,851 |
1,039 | 0,860 | 0,766 | 0,813 | 0,858 | 0,812 | 0,831 | 173,893 | 164,582 | 168,386 |
1,065 | 1,058 | 0,955 | 1,006 | 1,066 | 0,939 | 0,997 | 221,328 | 194,971 | 207,094 |
1,098 | 1,288 | 1,175 | 1,232 | 1,497 | 1,261 | 1,373 | 320,517 | 270,057 | 293,991 |
Таблица 22. Расход топлива на 100 км пробега
QS | ||
ψ1 | ψ2 | ψ3 |
19,293 | 16,191 | 17,791 |
18,748 | 16,287 | 17,565 |
18,287 | 16,374 | 17,368 |
17,987 | 16,435 | 17,228 |
18,184 | 16,642 | 17,396 |
19,673 | 17,528 | 18,531 |
24,047 | 20,282 | 22,018 |
34,235 | 27,223 | 30,475 |
55,333 | 42,557 | 48,541 |
Рисунок 7. Расход топлива АТС при различном дорожном сопротивлении
Б. 1) эколог. Ниша вида-это сов-ть всех фак-в и рес-в среды в пред-х кот-й может сущ-ть вид в природе(все виды кроме чел-а)
2)Экосист.- Это исторически сжож-ся на той или иной тер-и или акватории откр-я, но целостная и уст-я сист-ма жив и неж. Комп-в. Свойства:1.открытость(способность обмениваться с окр. Сред. вещ-м, эн-й и инф-й): а) изолиров-е э-мы(не обнен-ся в.э.и. пример-барокамеры соз-е чел-м) б)закрытые(или или- под-я лодка) в) открытые(все природные эк-мы сущ-е в природе) 2.размер: микроэк-мы(пень в лесу, аквариум),мезоэк-мы(луг, озеро), макроэк-мы(арктическая пустыня, океан), глоб-я эк-ма(биосфера) 3.Продуктивность.
Дата добавления: 2014-11-24; просмотров: 119 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |