2.8. Алгоритмы расчета тягово-скоростных свойств автомобиля

 

Приведенные выше аналитические зависимости позволяют произвести полный расчет показателей тягово-скоростных свойств автомобиля. Результаты этого расчета оформляются в виде характеристик тяговой динамики автомобиля. Эти характеристики представляют собой функциональные зависимости показателей динамических свойств автомобиля от скорости его движения, представленные в виде таблиц или графиков.

В основу тягово-динамического расчета может быть положен алгоритм, который представляет собой конечный набор правил выполнения расчета и является основой составления программы для ЭВМ.

Рассмотрим алгоритм расчета тяговой динамики и алгоритм расчета разгона автомобиля, позволяющие за конечное число шагов получить характеристики тягово-скоростных свойств автомобиля.

Алгоритм расчета тяговой динамики:

1. Начальная частота вращения коленчатого вала двигателя берется равной значению, при которой обеспечивается устойчивая работа двигателя, т. е. n_e = n_min;

2. Для выбранного скоростного режима по формуле (1) или по внешней скоростной характеристике (рис. 2, 3) определяют мощность двигателя;

3. Используя зависимость между скоростью движения автомобиля и частотой вращения коленчатого вала двигателя (4), находят теоретическую скорость движения автомобиля;

4. По формуле (2) определяют крутящий момент двигателя;

5. Если заданы потери на трение в трансмиссии при холостом ходе (рис. 4), то определяют КПД трансмиссии h_тр по формуле (5). При отсутствии графической зависимости Р_хх, потери в трансмиссии при холостом ходе определяют по эмпирической формуле, а далее, находят по формуле (5) значение h_тр;

6. По формуле (6) определяют мощность на ведущих колесах автомобиля;

7. Если задано начальное значение коэффициента сопротивления качению f₀, то по формуле (7) определяют значение f. В противном случае коэффициент сопротивления качению определяют по формуле (8) или берут из табл. 4;

8. Найденное значение коэффициента сопротивления качению позволяет определить по формуле (9) мощность, необходимую для преодоления сопротивления качению автомобиля;

9. Пользуясь зависимостью (11), находят мощность, необходимую для преодоления сопротивления воздуха;

10. По формуле (20) определяют динамический фактор автомобиля;

11. По формуле (21) определяют величину подъема, которую автомобиль может преодолеть на заданной скорости;

12. Значение частоты вращения коленчатого вала двигателя увеличивают на некоторый заданный шаг варьирования Dn_e и определяют новое значение частоты вращения:

.

При новом значении частоты вращения коленчатого вала двигателя возвращаются к выполнению второго шага алгоритма и процесс расчета повторяется. Отметим, что если полученное значение  будет больше максимальной частоты вращения, то берется  = n_mах, при которой процесс расчета на данной передаче заканчивается.

Расчеты по рассмотренной методике проводятся для каждой передачи. Результаты расчета оформляются в виде таблиц и графиков. При построении графиков в качестве независимой переменной берется скорость движения автомобиля.

Алгоритм расчета разгона автомобиля:

1. Считается, что процесс разгона начинается при минимально устойчивой частоте вращения n_min на первой разгонной передаче. Поэтому на 1 шаге алгоритма по формуле (4) находят скорость V_min, соответствующую частоте вращения коленчатого вала двигателя n_min;

2. По формуле (4) находят скорость движения автомобиля на каждой ступени трансмиссии при частоте вращения коленчатого вала двигателя n_mах;

3. Определяют скорость V_к = V_н + DV, DV – заданный шаг варьирования скорости, который может быть и переменным;

4. По формуле (20) определяют динамические факторы автомобиля на скоростях V_н, V_к;

5. Аналогично, как и в алгоритме расчета основных характеристик тяговой динамики, находят коэффициенты сопротивления качению автомобиля на скоростях V_н, V_к;

6. По формуле (12) определяют коэффициенты учета влияния инерции вращающихся масс автомобиля;

7. По формуле (29) определяют ускорения автомобиля при полной подаче топлива на скоростях V_н, V_к;

8. По формулам (30), (31) определяют время и путь разгона от скорости V_н до V_к;

9. Определяют общее время и путь разгона до скорости V_к по формулам (32), (33);

10. Далее проводят расчет характеристик разгона в следующем интервале скоростей. В новом интервале скорость разгона V_н берут равной скорости V_к предыдущего интервала и переходят к выполнению шага алгоритма 3, т. е. процесс расчета повторяется.

Отметим, что при выполнении третьего шага алгоритма расчета разгона возможен случай, когда V_к будет больше V_maxi (i – номер передачи, на которой происходит разгон). В данном случае в качестве V_к берут значение максимальной скорости на данной передаче, т. е. V_к = V_maxi и переходят к выполнению следующего шага алгоритма.

При V_к = V_maxi, после выполнения 9 шага алгоритма, происходит переключения на следующую разгонную передачу. Во время переключения передач скорость движения автомобиля, равная V_maxi, уменьшится до значения V_к, которое определяется по формуле (27). Пройденный путь за время переключения вычисляется по формуле (28). Далее по формулам (32), (33) корректируют значения общего времени разгона и пути разгона с учетом переключения передач и выполняется 10-ый шаг алгоритма.

Если разгон совершается на высшей передаче и достигнута максимальная возможная скорость движения, то после выполнения 9-го шага алгоритма процесс расчета заканчивается.

При расчете характеристик разгона по рассмотренному алгоритму возможен случай, когда ускорение автомобиля при скорости V_к (7-ой шаг алгоритма) будет отрицательным. В данном случае необходимо подобрать значение скорости V_к так, чтобы ускорение было близко к нулю и после выполнения 8-го и 9-го шагов алгоритма процесс расчета закончить.

Результаты разгона автомобиля оформляются в виде таблиц и графиков. За независимую переменную при построении графиков берется скорость движения автомобиля.

Для проведения расчетов по рассмотренным алгоритмам должны быть известны или определены исходные конструктивные параметры автомобиля и параметры двигателя. Исходные данные, необходимые для проведения расчетов, перечислены в таблице исходных данных (табл. 8), с заполнения которой практически начинается процесс расчета.

Пример 3. Имеется автомобиль со следующими параметрами: n_min = 750 об/мин; n_max = 5800 об/мин; r_д = 0, 281 м; s₁ = 0, 151 кг/м²; s₂ = 0, 687 кг/м²; t_пер = 0, 3 с; i₀ = 3, 7; i_р = 1, 0; K = 5; i₁ = 3, 49; i₂ = 2, 04; i₃ = 1, 3349; i₄ = 1, 0; i₅ = 0, 81; N_max = 54, 1 кВт; n_N = 5470 об/мин; C_x = 0, 38; F_w =1, 786 м²; f₀ = 0, 012.

Пусть мощность двигателя к ведущим колесам при движении на 1, 2, 3 и 5 передачах передается через две пары цилиндрических шестерен, одну пару конических шестерен и один кардан, т. е. К₁ = 2, К₂ = 1, К₃ = 1, а при движении на прямой передаче – К₁ = 0, К₂ = 1, К₃ = 1. Внешняя скоростная характеристика двигателя задана табл. 9.

Требуется определить основные характеристики тяговой динамики и характеристики разгона автомобиля. При определении коэффициента сопротивления качению f рекомендуется воспользоваться формулой (8), а при расчете КПД трансмиссии h_тр – графической зависимостью потерь при холостом ходе, изображенной на рис. 4.

Результаты расчета необходимо оформить в виде таблиц и графиков.

 

 

⇐ Предыдущая567891011121314Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: