1.2 Розрахунок і побудова діаграм
Для побудови кривих зовнішньої швидкісної характеристики Ne(n) і Мe(n) використовується формула Лейдермана:
Відповідно, значення крутного моменту двигуна визначаються за формулою:
Ме = 9550 Ne/n, Нм.
Границі робочого діапазону частоти обертання вала двигуна приймаються у межах від
nmin = 0,15 nN , хв-1 до nmax=v· nN , хв-1, а сам діапазон розбивається на 10 частин:
,
хв-1.
Результати розрахунків Ne(n) і Мe(n) зводяться у таблицю 1.2 за якими будується зовнішня швидкісна характеристика двигуна.
Ряд кривих N(V) діаграми балансу потужності розраховуються за формулою:
Na = Nk – Nw, кВт,
де Nk – потужність, що підводиться до коліс,
Nk = mNe = 0,93 Ne, кВт;
Nw – потужність, що втрачається на подолання опору повітря,
,
кВт.
Відповідні швидкості руху визначаються залежністю:
,
м/с.
Динамічний фактор визначається за формулою:
,
де Ра – надлишкова сила тяги,
Ра = Рк – Рw, Н;
Pк – тягова сила на колесах,
,
Н;
Pw – сила опору повітря,
Pw = к FV2, Н.
Прискорення автомобіля на передачах визначається при русі на горизонтальній дорозі з мінімальним значенням коефіцієнта сумарного опору о = 0,02 за формулою:
,
де – коефіцієнт врахування інерції мас, що обертаються; визначається за формулою:
= 1,04+0,04 Uк2.
Результати розрахунків Na, Nk, Nw, V, D, Ра, Рк, Pw, jа і за якими будуються діаграми N(V), D(V) і jа(V) (див. рис. 1.1) заносяться в таблицю 1.2.
Таблиця 1.2
Результати розрахунків тягово-швидкісних показників автомобіля VW Passat B6
№ п/п |
Параметри |
nmin |
n2 |
n3 |
n4 |
n5 |
n6 |
n7 |
n8 |
n9 |
nmax |
|
930 |
1509 |
2088 |
2667 |
3246 |
3825 |
4404 |
4983 |
5562 |
6141 |
|||
1 |
Ne, кВт |
31,28 |
53,31 |
76,20 |
99,07 |
120,99 |
141,08 |
158,41 |
172,11 |
181,24 |
184,92 |
|
2 |
Nк, кВт |
29,09 |
49,58 |
70,87 |
92,13 |
112,52 |
131,2 |
147,33 |
160,06 |
168,5 |
171,9 |
|
3 |
Ме, Н·м |
321,2 |
337,3 |
348,5 |
354,73 |
355,9 |
352,2 |
343,5 |
329,8 |
311,1 |
287,5 |
|
4 |
|
V, м/с |
5,3 |
8,59 |
11,89 |
15,19 |
18,49 |
21,78 |
25,08 |
28,38 |
31,68 |
34,97 |
5 |
U1= |
Pк, Н |
4016,095 |
4217,879 |
4357,534 |
4435,061 |
4450,459 |
4403,728 |
4294,869 |
4123,881 |
3890,765 |
3595,52 |
6 |
1,4 |
Pw, Н |
19,24 |
50,6 |
97,003 |
158,26 |
234,43 |
325,5 |
431,5 |
552,4 |
688,3 |
839,08 |
7 |
|
Pa, Н |
3996,8 |
4167,2 |
4260,5 |
4276,8 |
4216,023 |
4078,1 |
3863,3 |
3571,4 |
3202,4 |
2756,4 |
8 |
|
D |
0,227 |
0,237 |
0,242 |
0,243 |
0,24 |
0,232 |
0,2 |
0,203 |
0,182 |
0,157 |
9 |
δ1= |
j, м/с2 |
1,8 |
1,9 |
1,95 |
1,96 |
1,93 |
1,86 |
1,75 |
1,61 |
1,42 |
1,2 |
10 |
1,12 |
Na, кВт |
28,98 |
49,13 |
69,71 |
89,72 |
108,18 |
124,1 |
136,5 |
144,3 |
146,7 |
142,6 |
11 |
|
Nw, кВт |
0,101 |
0,43 |
1,15 |
2,4 |
4,3 |
7,09 |
10,82 |
15,67 |
21,8 |
29,34 |
4 |
|
V, м/с |
5,93 |
9,62 |
13,31 |
17,01 |
20,7 |
24,3 |
28,09 |
31,7 |
35,4 |
39,171 |
5 |
U2= |
Pк, Н |
3585,799 |
3765,963 |
3890,655 |
3959,876 |
3973,624 |
3931,9 |
3834,704 |
3682,037 |
3473,897 |
3210,286 |
6 |
1,25 |
Pw, Н |
24,13 |
63,5 |
121,6 |
198,52 |
294,07 |
408,34 |
541,324 |
693,01 |
863,4 |
1052,5 |
7 |
|
Pa, Н |
3561,6 |
3702,41 |
3768,974 |
3761,354 |
3679,548 |
3523,557 |
3293,38 |
2989,019 |
2610,472 |
2157,741 |
8 |
|
D |
0,203 |
0,21 |
0,214 |
0,214 |
0,209 |
0,2 |
0,18 |
0,17 |
0,14 |
0,12 |
9 |
δ2= |
j, м/с2 |
1,62 |
1,7 |
1,73 |
1,73 |
1,6 |
1,609 |
1,49 |
1,3 |
1,14 |
0,9 |
10 |
1,102 |
Na, кВт |
28,94 |
48,96 |
69,24 |
88,75 |
106,43 |
121,2 |
132,11 |
138,03 |
137,9 |
130,75 |
11 |
|
Nw, кВт |
0,14 |
0,61 |
1,62 |
3,37 |
6,08 |
9,96 |
15,2 |
22,02 |
30,6 |
41,2 |
4 |
|
V, м/с |
6,62 |
10,74 |
14,86 |
18,9 |
23,1 |
27,23 |
31,35 |
35,4 |
39,5 |
43,7 |
5 |
U3= |
Pк, Н |
3212,876 |
3374,303 |
3486,027 |
3548,049 |
3560,367 |
3522,982 |
3435,895 |
3299,105 |
3112,612 |
2876,416 |
6 |
1,12 |
Pw, Н |
30,06 |
79,1 |
151,5 |
247,2 |
366,3 |
508,6 |
674,2 |
863,23 |
1075,4 |
1311,067 |
7 |
|
Pa, Н |
3182,808 |
3295,14 |
3334,459 |
3300,766 |
3194,061 |
3014,344 |
2761,614 |
2435,871 |
2037,117 |
1565,35 |
8 |
|
D |
0,18 |
0,18 |
0,190 |
0,188 |
0,182 |
0,171 |
0,157 |
0,13 |
0,11 |
0,08 |
9 |
δ3= |
j, м/с2 |
1,45 |
1,5 |
1,53 |
1,51 |
1,45 |
1,36 |
1,23 |
1,06 |
0,86 |
0,62 |
10 |
1,09 |
Na, кВт |
28,8 |
48,7 |
68,6 |
87,43 |
104,05 |
117,34 |
126,18 |
129,43 |
125,9 |
114,6 |
11 |
|
Nw, кВт |
0,1 |
0,85 |
2,25 |
4,6 |
8,4 |
13,85 |
21,14 |
30,62 |
42,58 |
57,31 |
4 |
|
V, м/с |
7,41 |
12,03 |
16,64 |
21,26 |
25,8 |
30,4 |
35,1 |
39,73 |
44,3 |
48,9 |
5 |
U4= |
Pк, Н |
2868,64 |
3012,771 |
3112,524 |
3167,9 |
3178,899 |
3145,52 |
3067,764 |
2945,63 |
2779,118 |
2568,229 |
6 |
1 |
Pw, Н |
37,71 |
99,3 |
190,1 |
310,1 |
459,4 |
638,03 |
845,8 |
1082,84 |
1349,102 |
1644,602 |
7 |
|
Pa, Н |
2830,922 |
2913,468 |
2922,397 |
2857,71 |
2719,405 |
2507,484 |
2221,945 |
1862,789 |
1430,016 |
923,62 |
8 |
|
D |
0,161 |
0,166 |
0,166 |
0,162 |
0,15 |
0,14 |
0,12 |
0,106 |
0,08 |
0,05 |
9 |
δ4= |
j, м/с2 |
1,28 |
1,327 |
1,3 |
1,29 |
1,2 |
1,1 |
0,96 |
0,78 |
0,5 |
0,29 |
10 |
1,8 |
Na, кВт |
28,81 |
48,38 |
67,7 |
85,53 |
100,6 |
111,7 |
117,6 |
117,03 |
108,72 |
91,45 |
11 |
|
Nw, кВт |
0,27 |
1,194 |
3,16 |
6,59 |
11,89 |
19,45 |
29,7 |
43,02 |
59,82 |
80,52 |
4 |
|
V, м/с |
8,3 |
13,5 |
18,7 |
23,8 |
29,07 |
34,26 |
39,45 |
44,64 |
49,8 |
55,01 |
5 |
U5= |
Pк, Н |
2553,089 |
2681,366 |
2770,147 |
2819,431 |
2829,22 |
2799,513 |
2730,31 |
2621,61 |
2473,415 |
2285,724 |
6 |
0,89 |
Pw, Н |
47,61 |
125,3 |
240,0 |
391,6 |
580,09 |
805,5 |
1067,818 |
1367,05 |
1703,196 |
2076,256 |
7 |
|
Pa, Н |
2505,471 |
2556 |
2530,118 |
2427,826 |
2249,124 |
1994,013 |
1662,491 |
1254,56 |
770,219 |
209,4679 |
8 |
|
D |
0,142 |
0,145 |
0,144 |
0,138 |
0,128 |
0,113 |
0,09 |
0,071 |
0,041 |
0,01 |
9 |
δ5= |
j, м/с2 |
1,12 |
1,15 |
1,13 |
1,08 |
0,9 |
0,85 |
0,68 |
0,47 |
0,21 |
-0,07 |
10 |
1,07 |
Na, кВт |
28,6 |
47,8 |
66,37 |
82,7 |
95,65 |
103,5 |
105,19 |
99,03 |
83,6 |
57,7 |
11 |
|
Nw, кВт |
0,39 |
1,69 |
4,48 |
9,35 |
16,86 |
27,6 |
42,12 |
61,02 |
84,8 |
114,2 |
Криві часу tp(V) і шляху Sp(V) розгону будуються графоаналітичним методом на основі діаграми прискорень jа(V) автомобіля. Для цього на діаграмі прискорень необхідно умовно означити дільниці швидкості руху автомобіля, що відповідають його розгону на 1-й, 2-й, 3-й і решти передачах. Потім кожну з цих дільниць розбивається на 4...6 інтервалів, причому чим вища передача тим більше має бути інтервалів. Межі виділених інтервалів приблизно такі: для першої передачі 0,5...1,0 м/с, для вищої – 2,5...5,0 м/с, для проміжних передач 2,0...2,5 м/с. Границі інтервалів швидкостей позначаються послідовно V1, V2, V3 ... Vп, а відповідні їм значення прискорень – j1, j2, j3 ... jп. Швидкості при яких здійснюється перехід від нижчої передачі до вищої приймаються відповідним абсцисам точок пересічення кривих jа(V) для цих передач. Побудову графіків tp(V) і Sp(V) рекомендується виконувати до швидкості, яка складає (0,85...0,90)Vmax (див. рис. 1).
Час розгону автомобіля визначається для кожного інтервалу швидкостей за формулами:
;
;
і т.д., с
Далі для кожного інтервалу швидкостей визначається шлях розгону автомобіля за виразом:
;
;
і т. д., м
Сумарні час tp і шлях Sp розгону будуть визначатися за формулами:
tp= ∑ tі = t1+ t2+ t3+...+ tп, с,
Sp= ∑ Sі = S1+ S2+ S3+...+ Sп, м.
Результати розрахунків заносяться в таблицю 1.3.
Таблиця 1.3.
Визначення часу tp і шляху Sp розгону автомобіля
№ з/п |
Величина |
|
|||||||
1 |
Інтервал швидкості |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
2 |
Швидкість в кінці інтервалу, Vi, м/c |
5,29 |
8,59 |
11,59 |
13,31 |
17,01 |
20,70 |
24,39 |
27,23 |
3 |
Прискорення в кінці інтервалу, ji, м/с2 |
1,82 |
1,9 |
1,95 |
1,73 |
1,73 |
1.,68 |
1,6 |
1,36 |
4 |
Час розгону в інтервалі, ti, c |
5,81 |
1,77 |
1,56 |
2,95 |
2,13 |
2,16 |
1,73 |
2,78 |
5 |
Шлях розгону в інтервалі, Si, м |
5,81 |
7,58 |
9,14 |
12,09 |
14,22 |
16,39 |
18,12 |
20,90 |
6 |
Сумарний час розгону, tр, c |
15,38 |
12,31 |
15,72 |
36,67 |
32,34 |
40,81 |
39,04 |
71,85 |
7 |
Сумарний шлях розгону, Sр, м |
15,38 |
27,69 |
43.,42 |
80,09 |
112,43 |
153,23 |
192,27 |
264,12 |
1 |
Інтервал швидкості |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
2 |
Швидкість в кінці інтервалу, Vi, м/c |
1,23 |
1,06 |
0,86 |
0,78 |
0,55 |
0,29 |
0,21 |
-0,07 |
3 |
Прискорення в кінці інтервалу, ji, м/с2 |
3,18 |
3,72 |
4,80 |
5.,3 |
1,29 |
12,36 |
3,44 |
74,14 |
4 |
Час розгону в інтервалі, ti, c |
24,08 |
27,80 |
32,61 |
38,24 |
39,53 |
51,89 |
55,33 |
129,47 |
5 |
Шлях розгону в інтервалі, Si, м |
93,19 |
124,30 |
85,16 |
223,45 |
54,36 |
576,46 |
169,90 |
3886,2 |
6 |
Сумарний час розгону, tр, c |
357,31 |
481,61 |
566,7 |
790,23 |
844,59 |
1421,1 |
1590,9 |
5477,1 |
7 |
Сумарний шлях розгону, Sр, м |
1,23 |
1,06 |
0,86 |
0,78 |
0,55 |
0,29 |
0,21 |
-0,07 |