3.7 Расчет мощностного баланса
Мощностной баланс автомобиля в общем виде можно представить как:
NТ = Ne×η = NК + NП + NВ + NИ, (34)
где NТ – мощность, подводимая к ведущим колесам автомобиля, кВт;
Ne – мощность на коленчатом валу двигателя, кВт;
NК – мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления качению, кВт;
NП – мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления подъема, кВт;
NВ – мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления воздуха, кВт;
NИ – мощность, затрачиваемая на преодоление сил инерции, кВт.
NК = РК×V/1000 = m×f×cosα× V/3600 (35)
NП = РП×V/1000 = m×Sinα×V/3600 (36)
NВ = РВ×V/1000 = k ×F×V3/46656 (37)
NИ = РИ×V/1000 = m×δвр×j×V/3600 (38)
После выполнения расчетов составляющих мощностного баланса, результаты заносят в таблицу 12.
Таблица 12 – Значения мощностей автомобиля
mi
|
ne, об/мин |
V, км/час |
Ne, кВт |
Nт, кВт |
Nк, кВт |
Nп, кВт |
Nв, кВт |
Nи, кВт |
Запас мощн., кВт |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При построении мощностного баланса необходимо помнить, что значение NВ откладывается от кривой NК, уклон дороги i = 0.
Составляющую мощностного баланса NИ находят для каждой передачи:
NИ = Ne×η – (NК + NВ) (39)
По данным таблицы 12 строится график мощностного баланса автомобиля.
3.7.1 Пример расчета мощностного баланса автомобиля ВАЗ-21120
Мощностной баланс автомобиля в общем виде можно представить как:
Nт = Ne*η = Nк + Nп + Nв + Nи,
где Nт = мощность, подводимая к ведущим колесам, кВт;
Ne – мощность на коленчатом валу двигателя, кВт;
Nп – мощность, затрачиваемая на преодоление подъема, кВт;
Nв – мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления воздуха, кВт;
Nк – мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления качению, кВт;
Nи – мощность, затрачиваемая на ускорение автомобиля, кВт.
Слагаемые уравнения мощностного баланса прямой передаче при полностью открытом дросселе определим из выражений:
Nк
= (Рк*V)/1000
= (m*f*Cos
V)/3600;
Nп
= (Рп*V)/1000
= (m*Sin
*V)/3600;
Nв = (Рв*V)/1000 = (k*F*V3)/46656;
Nи = (Ри*V)/1000 = (m*δвр*j*V)/3600,
где δвр – коэффициент учета вращающихся масс;
α – угол подъёма дороги; α = 0.
Определяется по упрощенной эмпирической формуле:
δвр = 1+(δ1+ δ2*iтр*m)/mа,
где δ1 δ2 (0,03-0,05);
m – полная масса автомобиля;
mа – фактическая масса автомобиля;
j – ускорение автомобиля;
j = 2,31 м/сек2.
I передача: δвр = 1+(0,04+0,04*(3,49*4,3)*1*1555)/1555 = 1,6
II передача: δвр = 1+(0,04+0,04*(2,55*4,3)*1*1555)/1555 = 1,44
III передача: δвр = 1+ (0,04+0,04*(1,87*4,3)*1*1555)/1555 = 1,32
IV передача: δвр = 1+ (0,04+0,04*(1,04*4,3)*1*1555)/1555 = 1,18
V передача: δвр = 1+(0,04+0,04*(0,82*4,3)*1*1555)/1555= 1,14
Результаты расчетов заносим в таблицу 12.
Таблица 13– Значения мощностей автомобиля
mi
|
ne, об/мин |
V, км/час |
Ne, кВт |
Nт, кВт |
Nк, кВт |
Nп, кВт |
Nв, кВт |
Nи, кВт |
Запас мощн., кВт |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
1 |
1000 |
8,49 |
12,25 |
12,0 |
0,037 |
0 |
0,008 |
1,36 |
10,60 |
2000 |
16,98 |
26,28 |
25,75 |
0,09 |
0 |
0,066 |
2,72 |
22,87 |
|
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
3000 |
25,47 |
39,33 |
38,54 |
0,13 |
0 |
0,22 |
4,08 |
34,11 |
|
4000 |
33,96 |
50,89 |
49,87 |
0,18 |
0 |
0,53 |
5,44 |
43,72 |
|
5000 |
42,45 |
56,87 |
55,73 |
0,24 |
0 |
1,03 |
6,8 |
47,66 |
|
5400 |
45,85 |
57,5 |
56,35 |
0,26 |
0 |
1,30 |
7,3 |
47,49 |
|
6000 |
50,94 |
56,0 |
54,88 |
0,33 |
0 |
1,77 |
8,16 |
44,62 |
|
2 |
1000 |
11,62 |
12,25 |
12,0 |
0,06 |
0 |
0,02 |
1,6 |
10,32 |
2000 |
23,24 |
26,28 |
25,75 |
0,13 |
0 |
0,17 |
3,25 |
22,2 |
|
3000 |
34,86 |
39,33 |
38,54 |
0,19 |
0 |
0,57 |
4,9 |
32,88 |
|
4000 |
46,48 |
50,89 |
49,87 |
0,26 |
0 |
1,35 |
5,1 |
43,16 |
|
5000 |
58,1 |
56,87 |
55,73 |
0,34 |
0 |
2,63 |
5,5 |
47,26 |
|
5400 |
62,75 |
57,5 |
56,35 |
0,38 |
0 |
3,32 |
7,0 |
45,65 |
|
6000 |
69,72 |
56,0 |
54,88 |
0,42 |
0 |
4,55 |
8,1 |
41,81 |
|
3 |
1000 |
18,19 |
12,25 |
12,0 |
0,09 |
0 |
0,08 |
2,36 |
9,47 |
2000 |
36,38 |
26,28 |
25,75 |
0,19 |
0 |
0,65 |
4,73 |
20,18 |
|
3000 |
54,57 |
39,33 |
38,54 |
0,3 |
0 |
2,18 |
5,09 |
30,97 |
|
4000 |
72,76 |
50,89 |
49,87 |
0,44 |
0 |
5,17 |
7,46 |
36,8 |
|
5000 |
90,95 |
56,87 |
55,73 |
0,63 |
0 |
10,1 |
8,82 |
36,18 |
|
5400 |
98,23 |
57,5 |
56,35 |
0,76 |
0 |
12,73 |
9,86 |
33,0 |
|
6000 |
109,14 |
56,0 |
54,88 |
0,85 |
0 |
17,45 |
10,19 |
10,19 |
|
4 |
1000 |
28,50 |
12,25 |
12,0 |
0,15 |
0 |
0,31 |
3,42 |
8,12 |
2000 |
57,0 |
26,28 |
25,75 |
0,34 |
0 |
2,49 |
5,7 |
17,22 |
|
3000 |
85,5 |
39,33 |
38,54 |
0,59 |
0 |
8,39 |
8,55 |
21,01 |
|
4000 |
114,0 |
50,89 |
49,87 |
0,88 |
0 |
19,89 |
10,4 |
18,7 |
|
5000 |
142,5 |
56,87 |
55,73 |
1,47 |
0 |
28,85 |
11,2 |
14,21 |
|
5400 |
153,9 |
57,5 |
56,35 |
1,59 |
0 |
34,94 |
12,4 |
7,42 |
|
6000 |
171,0 |
56,0 |
54,88 |
1,98 |
0 |
38,13 |
13,1 |
1,67 |
|
5 |
1000 |
36,14 |
12,25 |
12,0 |
0,2 |
0 |
0,63 |
4,70 |
6,47 |
2000 |
72,28 |
26,28 |
25,75 |
0,41 |
0 |
5,14 |
7,46 |
12,74 |
|
3000 |
108,42 |
39,33 |
38,54 |
0,84 |
0 |
16,56 |
10,16 |
10,98 |
|
4000 |
144,56 |
50,89 |
49,87 |
1,49 |
0 |
28,90 |
11,8 |
7,68 |
|
5000 |
180,17 |
56,87 |
55,73 |
2,4 |
0 |
39,66 |
14,1 |
0 |
|
5400 |
195,16 |
57,5 |
56,35 |
2,6 |
0 |
49,55 |
17,23 |
- |
|
6000 |
216,84 |
56 |
54,88 |
2,9 |
0 |
66,89 |
24,15 |
- |
По данным таблицы 13 строим график мощностного баланса автомобиля, рисунок 3.
Рисунок 3 – График мощностного баланса автомобиля ВАЗ – 21120