Расчет топливо — скоростных показателей автомобиля ВАЗ-2110 с различными вариантами трансмиссии
Автомобиль движется в результате действия на него различных сил, которые можно разделить на силы, движущие автомобиль и оказывающие сопротивление его движению. Основной движущей силой является сила тяги, приложенная к ведущим колесам. Сила тяги возникает в результате работы двигателя и взаимодействия ведущих колес с дорогой. К силам сопротивления относят силу трения в трансмиссии, силу сопротивления дороги и силу сопротивления воздуха.
Для определения силы тяги используют скоростную характеристику двигателя, т.е. зависимость мощности и крутящего момента от оборотов двигателя. Внешнюю скоростную характеристику двигателя получают при полной нагрузке двигателя, т.е. при полном открытии дроссельной заслонки.
Чем больше максимальная мощность двигателя, тем выше тягово-скоростные свойства автомобиля. Однако их нельзя определять независимо от протекания зависимости мощности двигателя от его частоты вращения. См. пример График 1 и 2. На этих графиках приведены кривые протекания мощности и крутящего момента в зависимости от оборотов двух двигателей: ВАЗ-2112 (1.5л 16V) и ВАЗ-21124 (1.6л 16V). Мощность и момент — величины зависящие друг от друга. Внешнюю скоростную характеристику двигателя можно представить любой из этих величин, но обычно приводят обе. Формулы, по которой пересчитываются мощность из момента и наоборот, приведены ниже:
ле — обороты вращения коленчатого вала двигателя, об/мин;
Ne — мощность, кВт;
Ме — крутящий момент, Нм.
С правильно подобранной трансмиссией (т.е. оптимальной) максимальная скорость автомобилей с двигателями 2112 и 21124 будет одинаковой (при прочих одинаковых условиях). При этом мощности, которые могут быть использованы для разгона, а, следовательно, и ускорения при разгоне различны: автомобиль с двигателем 21124 имеет большее ускорение.
Для определения сил сопротивления действующих на автомобиль (сопротивления в трансмиссии, от дороги и воздуха) используют характеристику, называемой кривая использования мощности. Кривая использования мощности — характеристика, описывающая автомобиль с точки зрения потребителя энергии. Она показывает необходимую мощность для движения автомобиля в зависимости от скорости. Т.е. сколько необходимо затратить мощности для движения автомобиля с заданной скоростью (ни двигатель, ни КП в этой характеристики не участвуют). См. пример. График 3.
Так как на постоянной передаче зависимость скорости от оборотов линейная, (см. Диаграммы 1 и 2), то при совмещении графиков 1 и 3 получаем график 4.
График №1
График №2
Рассмотрим равномерное движение со скоростью 100 км/ч. Для движения автомобиля необходимо затратить 14,0 кВт мощности. Эта мощность затрачивается на преодоление сил сопротивления движению, и для движения с этой скоростью двигатель развивает не максимальную мощность для данных оборотов (на V передаче при скорости 100 км/ч обороты двигателя составляют 2894 об/мин), т.е. работает на частичной нагрузке с не полностью открытой дроссельной заслонкой.
С полностью открытой дроссельной заслонкой на этих оборотах двигатель ВАЗ-2112 вырабатывает 36,4 кВт, двигатель ВАЗ-21124 — 41,0 кВт. Разница между необходимой для движения автомобиля мощностью (см. График 4) на заданной скорости (и соответственно на определенных оборотах) и мощностью, которую способен развить двигатель на этих же оборотах, является той мощностью разгоняющей автомобиль. С приведенными двигателями имеем: ВАЗ-2112 — 22,4 кВт и ВАЗ-21124 — 27,0 кВт. Поэтому и ускорения при этом 0,51 м/с2 и 0,63 м/с2 соответственно. Заметим, что максимальная мощность этих двигателей одинаковая.
Из выше написанного можно сделать вывод, что кроме показателя максимальной мощности двигателя важным является протекание мощности во всем диапазоне оборотов. Иногда для удобства представления внешней скоростной характеристики двигателя удобней пользоваться зависимостью крутящего момента от оборотов (см. График 2).
В таблице 1 приведены результаты расчетов скоростных показателей автомобиля ВАЗ-2110 с двигателями ВАЗ-2112 и ВАЗ-21124 (главная пара 3.7).
Источник статьи: http://33sport.ru/stati-tuning-auto/-2110-/