Тягово динамическая характеристика двигателя

Тяговая характеристика автомобиля

Число кривых на тяговой характеристике соответствует числу ступеней в коробке передач. При постоянном числе оборотов двигателя nе значение скорости на различных передачах обратно пропорционально передаточным числам коробки передач: и т.д.

При всех преимуществах тяговая характеристика обладает и рядом недостатков: она недостаточно удобна для сравнительной оценки тяговых свойств автомобилей, обладающих различной массой, т.к. при одинаковых значениях Рк они будут иметь на одной и той же дороге различные максимальные скорости, различные ускорения, преодолевать неодинаковые предельные подъёмы и др. Более удобно пользоваться безразмерной величиной D — динамическим фактором:

,

где G — сила тяжести не загруженного автомобиля;

РW = сρFлV 2 — сила сопротивления воздуха,

где с — безразмерный коэффициент аэродинамического сопротивления; ρ — плотность воздуха, равная 1,2 кг/м 3 ; Fл — лобовая площадь автомобиля; V — скорость автомобиля.

Графическую зависимость D=f(V) называют динамической характеристикой автомобиля.

Результаты расчётов сводятся в таблицу 7: Табл. 7

n, об/мин
Me i ;Нм
V1, м/с
V2, м/с
V3, м/с
V4, м/с
PW1, Н
PW2, Н
PW3, Н
PW4, Н
Pk1, Н
Pk2, Н
Pk3, Н
Pk4, Н
D1
D2
D3
D4

Внешний вид динамической характеристики автомобиля представлен на рис. 7:

Динамическая характеристика автомобиля

Для автомобиля, снаряженного карбюраторным двигателем без ограничителя оборотов, правые ветви кривых динамической характеристики для всех передач, кроме высшей, доводятся до пересечения с кривой следующей высшей передачи. Для автомобиля, снабжённого двигателем с ограничителем оборотов или регулятором, ограничиваются скоростью, соответствующей на данной передаче оборотам двигателя по ограничителю или регулятору. Крайняя правая точка кривой высшей передачи при отсутствии ограничителя оборотов доводится до оси абсцисс. Крайние левые точки кривых динамической характеристики соответствуют скорости, получаемой на каждой передаче при устойчивой минимальной частоте вращения коленчатого вала двигателя при полной подаче топлива.

Основными параметрами динамической характеристики, по которым можно судить о тяговых свойствах автомобиля, являются:

— Максимальный динамический фактор Dmах, на высшей передаче, величина которого определяет диапазон дорожных сопротивлений, преодолеваемых без переключения передач;

— Критическая скорость Vк, соответствующая Dmах, определяет диапазон устойчивого движения на высшей передаче при работе двигателя при полной подаче топлива. При скоростях движения от Vmax до Vк двигатель работает на устойчивой ветви внешней скоростной характеристики и любое, сколь угодно малое увеличение дорожного сопротивления приведёт к падению скорости движения, сопровождаемое увеличением момента двигателя, а следовательно, и динамического фактора. Равновесие сил будет восстановлено при меньшей скорости. После уменьшения скорости ниже критической двигатель заглохнет, если не перейти на нижнюю передачу коробки перемены передач;

Читайте также:  Как сделать мощней свой атмосферный двигатель

— максимальный динамический фактор Dmах на низшей передаче, величина которого определяет максимальное дорожное сопротивление, преодолеваемое автомобилем. Величина Dmах является важнейшим параметром, характеризующим проходимость автомобиля.

Динамическая характеристика позволяет решать различные задачи:

— Определять максимальные скорости движения автомобиля на дорогах с различным суммарным коэффициентом дорожного сопротивления ψ;

— максимальные подъёмы, предъявляемые АТС при движении с различными постоянными скоростями на различных передачах;

— находить максимальные ускорения при разгоне автомобиля;

— сравнивать динамические свойства автомобилей различных типов.

При анализе эксплуатационных свойств автомобиля удобно дополнять динамическую характеристику номограммой нагрузок. Такая совокупность графиков называется динамическим паспортом автомобиля (рис .8). Он позволяет решать уравнения движения с учётом большого числа факторов: нагрузки на автомобиль, коэффициента сцепления колёс с дорогой и т.д.

Динамическую характеристику строят для автомобиля с полной нагрузкой. С изменением массы автомобиля от m до mа динамический фактор изменяется и его можно определить по формуле:

где Dо — динамический фактор порожнего автомобиля с водителем. m — собственная масса порожнего автомобиля с водителем.

Построение номограмм нагрузок производят следующим образом. На продолжении оси абсцисс слева от динамической характеристики откладывается равномерная шкала нагрузок таким образом, чтобы нагрузка полностью гружёного H=100% автомобиля совпадала с началом координат, а нагрузка Н=0% являлась крайней левой точкой шкалы нагрузок. Через нулевую точку шкалы нагрузок проводят прямую, параллельную оси Dа и на неё наносят шкалу динамического фактора Dо. величину масштаба ао, для шкалы D определяют по формуле

где аа — масштаб шкалы динамического фактора автомобиля с полной нагрузкой. Равнозначные деления шкал Dа и D соединяют между собой прямыми линиями. Промежуточные значения динамического фактора определяются интерполированием.

Источник

ТЯГОВАЯ И ДИНАМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКИ АВТОМОБИЛЯ

Тяговаяидинамическаяхарактеристикапредставляютсобойграфикизависимостей Pк=f(V) и D=f (V) на всех передачах, а также Pw=f(V); Py=f (V);y=f (V) на горизонтальной дороге, которые рассчитываются:

а) сила тяги на колесе

где Рк – сила тяги на колесе, Н;

iТР – передаточное число трансмиссии при наличии коробки передач, дополнительной коробки и главной передачи, iтр =ikiДi0 ;

ηТР – КПД трансмиссии;

Mm – текущее значение крутящего момента, Н·м;

rД – радиус качения колеса ( rД »rKпри движении безпробуксовывания), м.

б) скорость движения

где V – скорость движения, км/ч;

nm – текущее значение числа оборотов вала двигателя, об/мин.

в) сила сопротивления дороги

где РΨ – сила сопротивления дороги, Н;

Ga – полный вес автомобиля, Н;

Ψ – коэффициент сопротивления дороги.

Y=f=f0 (1 +k1V 2 ) при α= 0,

где f – табличное значение коэффициента сопротивления дороги;

Читайте также:  Датчик температуры двигателя wlt

V – текущая скорость движения, км/ч;

г) сила сопротивления воздуха

где Pw – сила сопротивления воздуха, Н;

V – текущая скорость движения,км/ч;

П – количество прицепов или полуприцепов, П = 0;

k3 – коэффициент, учитывающий влияние прицепа или полуприцепа на сопротивление воздуха; kЗ = 0,4…0,5

kF – фактор обтекаемости, Н·с²/м²; kF = 0,6…0,7;

где D – динамический фактор;

Рк – сила тяги на колесе, Н;

Pw– сила сопротивления воздуха, Н;

Ga – полный вес автомобиля, Н.

Угол подъема, который преодолевает автомобиль на каждой передаче при разных значениях равномерной скорости и заданном коэффициенте сопротивления качению определяется по уравнению:

Вычисленные значения внесем в таблицу 2.

Таблица 2 — Тяговая и динамическая характеристика автомобиля

n, об/мин V, м/с V, км/ч PK, Н Pw, Н D Y a,° PY, Н
Первая передача
2,5 9,02 4,06 0,52 0,01003 50,62 177,47
3,65 13,14 8,64 0,54 0,01007 53,02 178,11
4,8 17,27 14,91 0,55 0,01012 54,72
5,94 21,4 22,9 0,56 0,01018 55,69 180,13
7,09 25,53 32,58 0,56 0,01026 55,93 181,5
8,24 29,65 43,97 0,56 0,01035 55,41 183,11
9,38 33,78 57,06 0,55 0,01046 54,17 184,97
10,53 37,91 71,86 0,53 0,01057 52,2 187,06
11,68 42,04 88,36 0,51 0,01071 49,55 189,39
12,82 46,17 106,57 0,48 0,01085 46,23 191,97
13,97 50,29 126,48 0,44 0,01101 42,28 194,79
2 передача
3,76 13,52 9,14 0,34 0,01007 31,48 178,18
5,48 19,71 19,43 0,36 0,01016 32,89 179,64
7,2 25,91 33,56 0,37 0,01027 33,85 181,64
8,92 32,10 51,51 0,37 0,01041 34,35 184,18
10,64 38,29 73,31 0,37 0,01059 34,39 187,26
12,36 44,48 98,93 0,37 0,01079 33,98 190,89
14,08 50,67 128,39 0,36 0,01103 33,11 195,06
15,8 56,87 161,69 0,35 0,01129 31,79 199,77
17,52 63,06 198,81 0,33 0,01159 30,02 205,02
19,24 69,25 239,78 0,31 0,01192 27,82 210,82
20,96 75,44 284,57 0,28 0,01228 25,19 217,16
3 передача
5,06 18,21 16,58 0,25 0,01013 22,15 179,24
7,37 26,55 35,24 0,26 0,01028 23,10 181,88
9,69 34,89 60,85 0,27 0,01049 23,69 185,5
12,01 43,22 93,42 0,27 0,01075 23,94 190,11
14,32 51,56 132,93 0,27 0,01106 23,84 195,7
16,64 59,9 179,4 0,27 0,01144 23,38 202,28
18,96 68,24 232,82 0,26 0,01186 22,57 209,84
21,27 76,58 293,2 0,25 0,01235 21,41 218,38
23,59 84,91 360,52 0,23 0,01288 19,91 227,91
25,90 93,25 434,8 0,21 0,01348 18,06 238,42
28,22 101,59 516,03 0,19 0,01413 15,88 249,91
4 передача
6,35 22,85 26,11 0,2 0,01021 16,75 180,59
9,25 33,32 55,5 0,21 0,01044 17,42 184,74
12,16 43,78 95,84 0,21 0,01077 17,77 190,45
15,07 54,25 147,13 0,21 0,01118 17,82 197,71
17,98 64,71 209,37 0,21 0,01167 17,56 206,52
20,88 75,17 282,56 0,2 0,01226 16,99 216,88
23,79 85,64 366,7 0,2 0,01293 16,11 228,78
26,7 96,1 461,79 0,18 0,01369 14,93 242,24
29,6 106,57 567,83 0,17 0,01454 13,45 257,25
32,51 117,03 684,82 0,15 0,01548 11,67 273,80
35,42 127,5 812,77 0,13 0,01650 9,58 291,91
5 передача
7,47 26,89 36,14 0,17 0,01029 13,59 182,00
10,89 39,2 76,82 0,18 0,01061 14,06 187,67
14,31 51,51 132,65 0,18 0,01106 14,23 195,66
17,73 63,82 203,64 0,18 0,01163 14,11 205,71
21,15 76,13 289,79 0,17 0,01232 13,70 217,9
24,57 88,44 391,09 0,16 0,01313 13,00 232,23
27,99 100,75 507,55 0,16 0,01406 12,00 248,71
31,41 113,06 639,16 0,14 0,01511 10,72 267,34
34,83 125,37 785,93 0,13 0,01629 9,14 288,11
38,25 137,68 947,85 0,11 0,01758 7,27 311,02
41,67 1124,94 0,09 0,01900 5,12 336,08
Читайте также:  Плавают обороты на холостом ходу при прогретом двигателе приора

Рис.3 Тяговый баланс автомобиля (V = PKи V = Pw)

Рис.4 Динамический баланс автомобиля (ψ = V и D = V)

УСКОРЕНИЕ АВТОМОБИЛЯ

Время равномерного движения автомобиля обычно мало по сравнению с общим временем его работы. Например, в городах оно составляет 15. 25% времени движения, от 30 до 45% – ускоренное движение и 30. 40% – движение накатом и торможение.

Показателями динамических свойств автомобиля при неравномерном движении служат величины ускорений, а также путь и время, необходимые для движения в определенном интервале изменения скорости.

Ускорение движения, которое может развивать автомобиль при заданных условиях, характеризует приемистость автомобиля: чем больше ускорение, тем выше при прочих равных условиях средняя скорость движения, а, следовательно, и производительностьавтомобиля.

Ускорение автомобиля найдем по формуле:

где j – ускорениеавтомобиля, м/с 2 ;

D – динамический фактор;

Ψ – коэффициент сопротивления дороги; g – ускорение свободного падения,м/с 2 ;

– коэффициент учета вращающихся масс автомобиля.

В этом уравнении величина, стоящая в скобках, определяется по динамическому балансу автомобиля отрезком, заключенным между кривой динамической характеристики и линией, соответствующей коэффициенту сопротивления дороги.

Коэффициент учета вращающихся масс автомобиля (коэффициент условного увеличения поступательно движущейся массы автомобиля):

где Jm– момент инерции вращающихся масс двигателя, Jm=0,1. 0,5 H×м×с 2 ;

åJK– суммарный момент инерции колес, åJK=2,5. 5,0 H×м×с 2 ;

iк – передаточное число коробки передач на выбранной передаче;

iдв – передаточное число высшей передачи в раздаточной коробке;

I – передаточное число главной передачи; Ga – полный вес автомобиля, Н;

g – ускорение свободного падения, м/с 2 ;

rД – динамический радиус колеса, м.

rкрадиус качения колеса, м;

ηТР – КПД трансмиссии.

Полученные значения ускорений внесем в таблицу 3.

Таблица 3 — Ускорение и обратное ускорения автомобиля

Источник

Оцените статью