Расчет силового баланса автомобиля

 

С помощью уравнений силового и мощностного баланса можно найти все параметры, характеризующие тягово-скоростные свойства автомобиля. Это нелинейные дифференциальные уравнения с переменными скоростью V и ее первой производной j. Аналитическое решение этих уравнений в общем виде затруднительно в связи с отсутствием точных аналитических выражений внешних характеристик двигателя и других зависимостей основных действующих на автомобиль сил с его скоростью.

Уравнение движения автомобиля решают, приближенно используя графоаналитические методы. Наибольшее распространение получили методы силового баланса, мощностного баланса и динамической характеристики.

 

Уравнение силового баланса имеет вид

 

Р _т = Р _д + Р _в – Р _и (7)

 

где Р _т – тяговая сила на ведущих колесах автомобиля;

Р _д – сила сопротивления дороги;

Р _в – сила сопротивления воздуха;

Р _и – приведенная сила инерции.

 

Параметры тягово-скоростных свойств автомобиля определяют при работе двигателя с полной подачей топлива. Для этих условий строим тяговую характеристику автомобиля, т.е. зависимость тяговой силы Р _т на колесах автомобиля от скорости V его движения.

Тяговая сила зависит от величины крутящего момента M _e развиваемого двигателем, передаточного числа i_ТР трансмиссии, радиуса r _K колеса и определяется из формулы

 

, Н (8)

 

где M _e – крутящий момент, развиваемый двигателем;

i_k –передаточное число коробки передач;

i _г–передаточное число главной передачи;

h – коэффициент полезного действия (далее к. п. д.) трансмиссии;

r _к – радиус колеса.

 

Значения коэффициента h (буква «эта» – греч.) полезного действия трансмиссии представлены в таблице 2.

Таблица 2

Коэффициент полезного действия трансмиссии

Тип	Колесная формула	Вид главной передачи	К.п.д. трансмиссии
Легковые (переднеприводн.)	2´4	Одинарная	0,95
Легковые (заднеприводные)	4´2	Одинарная	0,92
Легковые	4´4	Одинарная	0,86
Грузовые	4´2	Одинарная	0,9
Грузовые	4´2	Двойная	0,89
Грузовые	6´4	Двойная	0,87
Грузовые	6´6 4´4	Одинарная или двойная	0,85
Автобусы	4´2	Одинарная или двойная	0,88…0,9

Из таблицы 2 для «Москвич»-412 И Э выбираем h = 0,92.

Скорость движения автомобиля определяют по формуле:

 

(9)

 

где w _e – угловая скорость вращения коленчатого вала двигателя.

Радиус r _K колеса можно определить из выражения

 

(10)

 

где d – посадочный диаметр обода, в миллиметрах;

H/B – отношение высоты шины к ширине ее профиля;

B – ширина профиля шины.

Например, размер шин «Москвич»-412 И Э – 165/80 R – 13, где 165 – ширина В профиля шины в мм, 80 – отношение Н/В в процентах (Н/В = 0,8), 13 – посадочный диаметр d обода в дюймах.

В соответствии с учетом перевода дюймов в миллиметры:

 

 

Если не задано отношение Н/В его можно принять для шин нормального профиля в пределах 0,8…0,85.

 

Для построения графиков P _T(V) удобно составить уравнения P _{T i} (M _e) и V_i (w _e) на каждой передаче. Для автомобиля «Москвич»-412 И Э зависимости

P _T1 = 42,27 × M _e

P _T2 = 27,71 × M _e

P _T3 = 16,11 × M _e (11)

P _T4 = 12,11 × M _e

 

зависимости V(w_e)

V ₁ = 0,022 × w _e

V ₂ = 0,037 × w _e

V ₃ = 0,057 × w _e (12)

V ₄ = 0,076 × w _e

Подставляя в формулы (11) и (12) соответствующие значения M _e и w _e из внешней характеристики (таблице 1), рассчитываем значения P _T и V на всех передачах. Скорость движения автомобиля считаем в м/с и в км/ч, учитывая, что V (км/ч) = V (м/с)· 3,6.

Результаты заносим в таблицу 3.

Таблица 3

Расчетные значения скорости движения и тяговой силы

Пере-дача	w e, c-1	94,2
M e, H×м	100,5	108,2	110,9		109,6	102,4	90,7		79,2
I	V,	м/с	2,07	4,27	6,47	6,71	8,67	10,87	13,07	13,35	14,7
км/ч	7,46	15,36	23,28	24,16	31,2	39,12	47,0	48,0	52,9
P T, H
II	V,	м/с	3,2	7,18	10,88	11,29	14,58	18,28	22,0	22,46	24,72
км/ч	11,53	25,8	39,16	40,62	52,48	65,8	79,12	80,85	88,98
P T, H
III	V,	м/с	5,37	11,06	16,76	17,39	22,46	28,16	33,86	34,6	38,08
км/ч	19,33	39,8	60,33	62,59	80,84	101,4	121,9	124,6	137,1
P T, H
IV	V,	м/с	7,16	14,74	22,34	23,18	29,94	37,54	45,14	46,13	50,77
км/ч	25,77	53,08	80,44	83,45	107,8	135,2	162,5	166,1	182,8
P T, H

Используя результаты расчетов (таблица 3), строим зависимость P _T(V) на всех передачах (рисунок 3).

 

Рисунок 2. Пример построения графиков

⇐ Предыдущая12345678Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: