ТОП 10:

Построение внешней характеристики двигателя



 

Внешнюю характеристику двигателя с достаточной для практических расчетов точностью можно определить по формуле Лейдермана (кВт):

 

Nе = Nмах * [ a * + b * ( )2 – c * ( )3 ] , (19)

 

где nт – текущее значение частоты вращения коленчатого вала двигателя.

Текущие значения частоты вращения коленчатого вала двигателя выбирают произвольно через определенный интервал (например, 500, 1000, 1500 и т.д.), но так, чтобы полученных точек характеристики было не меньше семи.

Аналогично проводим расчет для следующих значений nт и результаты расчетов сводим в Таблицу 2.

 

Вращающий момент двигателя

 

Определим вращающий момент двигателя по формуле:

 

Мв = . (20)

 

 

Аналогично проводим расчет для следующих значений nт и результаты расчетов сводим в Таблицу 2.

 

Таблица 2. Внешняя скоростная характеристика двигателя

 

Параметры двигателя Скоростной режим работы двигателя, n мин-1  
Ne, кВТ                        
Me,кН*м                        

 

По полученным данным строится скоростная характеристика рис.1.

 

 

Рисунок 1. Внешняя скоростная характеристика двигателя

 

Выбор передаточных чисел

 

Определение передаточного числа главной передачи

 

Передаточное число главной передачи из условий обеспечения Vmax на высшей передаче

 

Uг = 0,105 * rк * nv / (Uдк * Vmax * Uкв), (21)

 

где Uдк - передаточное число высшей передачи дополнительной коробки

Uдк = 1…1,44 (Uдк = 1, при ее отсутствии);

Uкв – высшее расчетное передаточное число коробки передач.

Принимаем Uкв =1.

 

Подбор передаточных чисел коробки передач

 

Передаточное число первой передачи Uк1 находим из условия преодоления автомобилем максимального сопротивления дороги

 

Uк1 = Ga * * rg / (Mв max * Uдк * Uг * * kр). (22)

 

Здесь и далее условно можно считать rg = rк .

Полученное Uк1 нужно проверить по условию отсутствия буксования. Буксования не будет, если выполняется неравенство

 

Mв max * Uг * Uк1 * * kр / rg Рт сц ,

 

где Рт сц – сила тяги по сцеплению.

Для заднеприводных автомобилей:

 

Uк1 . (23)

 

Для переднеприводных автомобилей:

 

Uк1 . (24)

 

 

Проверку ведут на сухом шоссе, находящемся в хорошем состоянии, при = 0,6…0,8. Выбор центра масс hg и база автомобиля L ими задаются в соответствии с эскизным проектом или по прототипу.

 

Определение числа передач и передаточных чисел коробки передач

 

Число ступеней зависит от типа, удельной мощности и предназначения автомобиля.

Общее число ступеней зависит от диапазона передаточных чисел трансмиссии. Определение структуры ряда передач производится с использованием геометрической прогрессии по формуле:

 

q = , (25)

 

где n – число передач в коробке передач, включая прямую (без учета

ускоряющей передачи).

 

Передаточные числа последующих передач находятся из выражений:

 

Uк2 = Uк1 * q, Uк3 = Uк1 * q2 и т.д. (26)

 

Для отечественных автомобилей q лежит в пределах 0,5…0,7.

 

Построение тяговой характеристики автомобиля

 

Тяговое усилие определяется из выражения:

 

Рт = Мв * Uг* Uki* / rк . (27)

 

Аналогично проводим расчет для каждой из передач для следующих значений оборотов коленвала двигателя и результаты расчетов сводим в табл.3.

Скорость движения автомобиля на данной передаче при данной частоте вращения коленвала двигателя nт вычисляется по формуле (м*с-1):

 

Va = . (28)

 

 

Результаты расчетов сводим в табл.3.

На основании таблицы строится тяговая характеристика автомобиля Рт = f (Va) для каждой передачи – рис. 2.

Таблица 3.- Тяговая характеристика автомобиля

Передача Параметр Частота вращения коленвала двигателя, мин-1
 
I Рт, Н                
  Vа, м/с                
II Рт, Н                
  Vа, м/с                
III Рт, Н                
  Vа, м/с                
IV Рт, Н                
  Vа, м/с                

 

 

Рисунок 2 – Тяговая характеристика автомобиля

 

Тяговое усилие, подводимое к ведущим колесам автомобиля, расходуется на преодоление сопротивлений качению, воздуха, подъему, инерции.

Сопротивление воздуха определяется соотношением (Н):

 

Рв = Кв * F * Va2 . (29)

 

 

Результаты расчетов сводим в таблицу 4.

Определим свободную силу тяги автомобиля:

 

Рсв = Рт - Рв . (30)

 

 

Аналогично проводим расчет Рт ,Vaвсв для каждой из передач для следующих значений оборотов коленвала двигателя и результаты расчетов сводим в табл.4.

 

Таблица 4.- Сила сопротивления воздуха

 

Передача Параметр Частота вращения коленвала двигателя, мин-1
 
I Vа, м/с                
  Рв, Н                
  Рвс, Н                
II Vа, м/с                
  Рв, Н                
  Рвс, Н                
III Vа, м/с                
  Рв, Н                
  Рвс, Н                
IV Vа, м/с                
  Рв, Н                
  Рвс, Н                

 

 

 

Рисунок 3 – Тяговая характеристика автомобиля

 

Определение основных показателей динамики автомобиля с механической трансмиссией

 

Динамический фактор

 

Универсальным измерителем динамических качеств автомобиля служит динамический фактор, представляющий отношение свободной тяговой силы к силе тяжести автомобиля, который находится по формуле:

 

D = Pсв / Ga . (31)

 

Производим расчет динамического фактора при движении автомобиля с 500 до 6500 мин-1 оборотов коленчатого вала на первой передаче

Графическую зависимость динамического фактора от скорости на всех передачах называют динамической характеристикой автомобиля. Значения динамического фактора для различных передач заносят в табл.5, на основании которой строится диаграмма рис.4.

 

Таблица 5. – Динамический фактор

 

Передача Параметр Частота вращения коленвала двигателя, мин-1
 
I Vа, м/с                
  D                
II Vа, м/с                
  D                
III Vа, м/с                
  D                
IV Vа, м/с                
  D                

 

 

Рисунок 4 – Динамическая характеристика автомобиля

 

Ускорение автомобиля

 

Ускорение на горизонтальной дороге определяется из выражения (м*с-2):

 

ja = (D - ) * g / , (32)

 

где - коэффициент сопротивления дороги = 0,015;

- коэффициент учета вращающихся масс.

Определим коэффициент учета вращающихся масс по формуле:

 

= 1 + 1 + 2 * Uк2 , (33)

 

где Uк - передаточное число коробки передач;

1 = 0,05;

2 = 0.07.

Найдем коэффициент учета вращающихся масс на каждой передачи по формуле (33).

 

Найдем ускорение при движении автомобиля на горизонтальной дороге с 500 мин-1 до 6500 мин-1 оборотов коленчатого вала на первой передачи по формуле (32).

 

Данные расчета сводим в Таблицу 6 , в которую также заносим значения величин обратных ускорению 1/ ja . По данным табл.6 строим графики зависимости ja = f (Va) – рисунок 5 и зависимости 1/ ja = f (Va) – рисунок 6. На графике обратных ускорений для оси абсцисс необходимо принять масштаб - МVa и на оси ординат - М1/ja, с2-1/мм.

 

Таблица 6. – Ускорение автомобиля

 

Передача Параметр Частота вращения коленвала двигателя, мин-1
 
I Vа, м/с                
  ja, м/с2                
  1/ja, с2                
II Vа, м/с                
  ja, м/с2                
  1/ja, с2                
III Vа, м/с                
  ja, м/с2                
  1/ja, с2                
IV Vа, м/с                
  ja, м/с2                
  1/ja, с2                

 

 

Рисунок 5 – График ускорений

 

Рисунок 6 – График обратных ускорений

 

Время разгона

 

Графически интегрируем график значений обратных ускорений. По графику величин обратных ускорений строим огибающую. Ее отрезок на промежутке от 0 до 27,7 м/с делим на равные части и из центра этих отрезков проводим линии до пересечения с огибающей, проецируя их на ось обратных ускорений. Далее значения отрезков на оси 1/ ja и разницу между концом и началом отрезков оси ординат подставим в формулу:

 

. (34)

 

Результаты измерений и расчетов по формуле (34) заносим в табл.4

 

Таблица 4. Интегрирование графика обратных ускорений

1/ ja , мм , мм , мм2
     
     
     
     
     
     

 

Из таблицы 4 имеем:

 

мм2 .

 

Определим временя разгона до скорости 27,7 м/с по формуле:

 

t = * a * b , (35)

 

где а – масштаб скорости МVa ,м*с-1/мм;

b – масштаб обратного ускорения М1/ja2-1/мм.

Время разгона от скорости V0 до скорости V1 определяется по формуле:

 

t1 = * a * b. (36)

 

 

Время разгона от скорости V1 до скорости V2 определяется по формуле:

 

t2 = ( + ) * a * b. (37)

 

 

Аналогично находим t3 , t4 и т.д. до скорости 27,7 м/с.

По полученным значениям t и графику обратных ускорений определяем значения Va и результаты приводим в таблицу 7.

 

Таблица 7. Время разгона

t, с            
Va, м/с            

 

По значениям табл.7 строим график пути разгона – рисунок 7.

 

 

Рисунок 7 – График пути разгона

 

Путь разгона

 

Путь разгона можно определить с помощью интегрирования кривой t = f(Va) по такому же принципу описанному в пункте 6.3.

Результаты измерений занесем в табл.6.

 

Таблица 6. Интегрирование графика пути разгона

t, мм ,мм , мм2
     
     
     
     
     
     

Из таблицы 6 имеем:

 

мм2 .

 

Путь разгона до скорости 27,7 м/с определяем по формуле:

 

S = * a * c , (38)

 

где а – масштаб скорости а, м*с-1/мм;

с – масштаб времени с, с/мм.

 







Последнее изменение этой страницы: 2016-09-18; Нарушение авторского права страницы

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.206.12.79 (0.024 с.)