Тяговый баланс автомобиля методика расчета

Содержание

Расчет тягового баланса автомобиля
2. Тяговый баланс автомобиля
Тяговый баланс автомобиля.

Расчет тягового баланса автомобиля

Силовой баланс автомобиля выражается зависимостью:

, H (1.10)

Тяговая сила на ведущих колёсах для каждой скорости вращения коленчатого вала определяется, как:

, H (1.11)

Для первой передачи:

, H

Для m – ной передачи:

, H

где M_e – крутящий момент на валу двигателя при соответствующих оборотах (или скорости движения автомобиля ).

Тяговая сила на ведущих колесах для первой передачи:

Также определяем P_k для остальных передач.

Скорость движения автомобиля определяется по формуле:

, км/ч (1.12)

Для первой передачи:

, км/ч

Для m – ной передачи:

, км/ч

Скорость движения автомобиля на первой передачи:

Далее определяем V на второй, третей и четвертой передачах.

Таблица 2 — Тяговый баланс автомобиля

n_e, об/мин	900	1700	2500	3300	4100	4900
M_e, Н∙м	106,2	109,4	112,2	109,2	98,4	81,9
P_k₁, Н	3387	3489	3578	3482	3138	2612
V₁, км/ч	9,6	21,3	32,9	44,7	56,4	67
P_k₂, Н	2636	2715	2785	2710	2442	2033
V₂, км/ч	12,3	27,3	42,4	57,4	72,4	86,1
P_k₃, Н	2444	2518	2582	2513	2265	1885
V₃, км/ч	13,2	29,5	45,7	61,9	78,1	92,8
P_k₄, Н	1598	1646	1688	1643	1480	1232
V₄, км/ч	20,3	45,1	69,9	94,7	119,5	142,1

Сила сопротивления дороги:

, Н (1.13)

– вес автомобиля;

Для расчетов принимается i =0, (1.14)

Сила сопротивления воздуха движению автомобиля:

, Н (1.15)

, H

где k=0,3 Нс 2 /м 4 – коэффициент обтекаемости автомобиля;

F – лобовая площадь автомобиля.

; (1.16)

где B_a – габаритная ширина;

H_a – высота автомобиля.

Силы сопротивления движению автомобиля зависит от скорости движения машины, поэтому P _ψ + P_w можно подсчитать при придельных значениях V и данные свести в таблицу 3.

Таблица 3 — Зависимость P_ψ , P_w от скорости

Скорость движения автомобиля, км/ч	0	25	50	75	100	120	142
P_ψ, Н	153,6	158,4	172,8	196,8	230,4	264,2	308,5
P_w, Н	0	28,56	103,84	233,65	415,4	598,2	837,6

Расчет мощностного баланса автомобиля

Мощностной баланс автомобиля в общем, виде можно представить как:

, (1.17)

где N_k – мощность, подводимая к ведущим колеса автомобиля, кВт;

N_e – мощность, на коленчатом валу двигателя, кВт;

N_f – мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления качению, кВт;

N_i – мощность, затрачиваемая на преодоление подъёма, кВт;

N_w – мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления воздуха, кВт;

N_j — мощность, затрачиваемая на ускорение автомобиля, кВт;

, кВт (1.18)

, кВт (1.19)

, кВт (1.20)

, кВт (1.21)

где V – скорость автомобиля, км/ч.

Для первой передачи:

кВт

кВт и так далее.

кВт

кВт и т.д.

кВт

кВт и т.д.

Таким же образом находим все остальные мощности для каждой передачи. После выполнения расчетов составляющих мощностного баланса результаты заносятся в таблицу 4.

Таблица 4 — Мощностной баланс двигателя

Число оборотов двигателя n_e

Мощность двигателя N_e,кВт

Мощность на ведущих колесах N_k,об/мин

Источник статьи: http://lektsia.com/13xcdb0.html

2. Тяговый баланс автомобиля

Тяговый баланс автомобиля — это совокупность графиков зависимостей силы тяги на ведущих колесах F_к, [Н] (на различных передачах), а также суммы сил сопротивления качению F_f, [Н] и воздуха F_w, [Н], от скорости движения автомобиля V_a, [км/ ч].

Графики сил тяги на колесах автомобиля — F_к_i = f (V_a) строят для всех ступеней — i в основной коробке передач. Для автомобилей, имеющих раздаточную коробку, строят также дополнительный график для случая одновременного включения первой передачи (i = 1) в основной коробке передач и низшей — в раздаточной. При наличии делителя, кривые F_к_i строят для всех возможных передаточных чисел в КПП, раздаточной коробке и делителе.

Расчет сил тяги на колесах для каждой передачи – F_к_i производится по формуле:

, [Н] (2.1)

где: _ТР — коэффициент полезного действия трансмиссии;

U_ТР — передаточное число трансмиссии;

Передаточное число трансмиссии автомобиля определяется как произведение:

где : U_КПП — передаточное число коробки перемены передач;

U_РК — передаточное число раздаточной коробки или делителя;

U_ГП — передаточное число главной передачи.

При расчетах радиусов качения колес, в качестве исходных данных, используют статический радиус — r_стат, который определяется на основании таблицы 8.3. При этом следует учитывать, что радиус качения r_к обычно несколько больше статического и определяется индивидуально для диагональных и радиальных шин.

Радиус качения колеса с диагональной шиной: r_к = 1,02  r_стат, [м];

Радиус качения колеса с радиальной шиной: r_к = 1,04  r_стат, [м].

КПД трансмиссии автомобиля определяется на основании потерь мощности на трение:

, (2.3)

Часть мощности при этом затрачивается на преодоление сил трения в зацеплениях зубчатых шестерен коробки передач, главных передачах ведущих мостов, в карданных шарнирах и шлицах, подшипниках и сальниках, расходуется на взбалтывание масла и на его разбрызгивание. Поэтому мощность N_к — подводимая к ведущим колесам автомобиля, меньше мощности развиваемой двигателем — N_e’ на величину вышеперечисленных потерь — N_ТP. Таким образом, величина N_ТP — учитывает два вида потерь мощности: потери, вызванные наличием трения в зубчатых зацеплениях, шарнирах, подшипниках, а также гидравлические потери. Причем, потери мощности на преодоление трения в зубчатых зацеплениях, шарнирах и подшипниках пропорциональны моменту, передаваемому трансмиссией.

Для упрощения расчетов определим КПД трансмиссии с учетом потерь на трение:

где: K — число пар цилиндрических шестерен в трансмиссии автомобиля, через которые передается крутящий момент на i-той передаче;

L — число пар конических или гипоидных шестерен;

M — число карданных шарниров.

Следует помнить, что КПД трансмиссии — _тр следует определять для каждой i — той передачи коробки перемены передач, а также раздаточной коробки или делителя.

Расчеты зависимостей силы тяги на колесах автомобиля, от его скорости F_к_i = f(V_a), выполняют с использованием выражения (2.1). При этом, значения крутящего момента двигателя нетто — М_e’ берутся из таблицы 1.2 внешней скоростной характеристики двигателя для каждого значения частоты вращения n_e коленчатого вала. Причем, для тех же значений частот вращения n_e, рассчитывают скорость движения автомобиля на всех передачах по формуле:

, [км/ ч] (2.5)

Значения силы тяги на колесах и скорости автомобиля, рассчитанные для каждой передачи заносят в таблицу 3.

Значения силы тяги на колесах и скорости автомобиля . на i.- й передаче

Источник статьи: http://studfile.net/preview/3559842/page:2/

Тяговый баланс автомобиля.

Расчёт и построение тягового баланса автомобиля выполняют в соответствии с формулой

Рт = Рf +РB +РП +РI

где Рт – тяговая сила, Н

Рf — сила сопротивления качению, Н;

РB – сила сопротивления воздуха, Н;

РП — сила сопротивления подъёму, Н;

Рj – сила инерции (ускорения или замедления), Н;

Составляющие тягового баланса определяются формулами:

;

Pf = Ga * f * cos a

Pf = 137600*0,025*cosa =3440.6

PB = 0.7*5.74*0.62 = 1.3

Для случая движения автомобиля по горизонтальному участку PП = 0

При построении тягового баланса необходимо определить скорость движения автомобиля для всех расчетных частей вращения коленчатого вала на различных передачах.

;

м/с

Результаты расчётов сводятся в таблицу и строится тяговая характеристика автомобиля для всех ступеней рис.2

значения\передача	1	2	3	4	5
36952,7	20777,7	11835,4	6575,2	3682,1
45263,9	25450,9	14497,3	8054,1	4510,3
49574,8	27874,8	15878,0	8821,1	4939,8
49901,9	28058,7	15982,8	8879,3	4972,4
46187,7	25970,3	14793,2	8218,4	4602,3
0,6	1,0	1,7	3,1	4,4
1,1	2,0	3,5	6,2	8,9
1,7	3,0	5,2	9,3	13,3
2,2	3,9	6,9	12,4	17,8
2,8	4,9	8,6	15,6	22,2
3440,0	3440,0	3440,1	3440,2	3440,4
3440,0	3440,1	3440,2	3440,8	3441,6
3440,1	3440,2	3440,5	3441,7	3443,5
3440,1	3440,3	3440,9	3443,0	3446,2
3440,2	3440,5	3441,5	3444,8	3449,7
1,3	4,0	12,2	39,6	80,8
5,0	15,9	48,9	158,3	323,0
11,3	35,7	109,9	356,2	726,8
20,0	63,4	195,4	633,2	1292,2
31,3	99,1	305,3	989,3	2019,0

Мощностной баланс автомобиля

Баланс мощности автомобиля рассчитывается по формуле

NT = Ne hTp = Nf + NB + Nn + Nj

где NT – мощность, приведенная к ведущим колесам автомобиля, кВт;

Nf — мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления качению, кВт;

NB — мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления воздуха, кВт;

NП — мощность, затрачиваемая на преодоление подъёма, кВт;

Nj- мощность, затрачиваемая на разгон автомобиля, кВт.

Составляющие мощностного баланса определяются:

Результаты расчётов сводятся в таблицу и строится график мощностного баланса рис.3.

NT	20,4	49,98	82,11	110,2	127,5
1904,4	3387,0	5946,2	10703,5	15291,6
3808,9	6774,1	11892,9	21410,5	30593,5
5713,4	10161,5	17840,9	32124,7	45916,2
7617,9	13549,2	23790,7	42849,5	61269,9
9522,6	16937,3	29743,0	53588,5	76665,1
0,7	3,9	21,1	123,1	359,0
5,5	31,2	168,9	985,0	2871,7
18,7	105,4	570,0	3324,3	9691,9
44,4	249,7	1351,1	7879,9	22973,4
86,7	487,7	2639,0	15390,4	44870,0

Динамический паспорт автомобиля.

Динамический паспорт представляет собой совокупность динамической характеристики с номограммой нагрузок. Динамическая характеристика определяется выражением:

;

Динамическую характеристику строят для автомобиля с полной нагрузкой. С изменение веса от Ga до G0 (порожнего) D изменяется и его можно определить по формуле

;