Расчет тяговой и динамической характеристик

При ускоренном движении часть энергии затрачивается на разгон вращающихся деталей автомобиля. Эта часть энергии учитывается коэффициентом d учета вращающихся масс ТС

(6.1)

где – момент инерции маховика и связанных с ним деталей двигателя и сцепления, кг·м²;

– момент инерции колеса, кг·м²;

– передаточное число трансмиссии;

– кпд трансмиссии;

– масса груженого автомобиля, кг.

Для первой передачи получим:

Проведем расчет коэффициент учета вращающихся масс (таблица 6.1) и построим зависимости от передачи (рисунок 6.1)

Таблица 6.1 – Результаты расчета коэффициент вращающихся масс

Передача	Передаточное число	Коэффициент вращающихся масс
	7,73	1,0325
	5,52	1,0246
	3,94	1,0205
	2,8	1,0185
	1,96	1,0174
	1,39	1,0169
		1,0166
	0,71	1,0165

Рисунок 6.1 – Зависимость коэффициента учета вращающихся масс от скорости

Тяговая и динамическая характеристики рассчитываются с учетом данных внешней скоростной характеристики двигателя, эксплуатационных параметров ТС и дороги.

Тяговая характеристика

(6.2)

где:

(6.3)

где – скорость, м/с.

Проводим расчеты (таблица 6.2) и строим зависимость для каждой передачи (рис. 6.2).

При движении на первой передаче получаем при 1600 об/мин получаем:

Таблица 6.2 – Результаты расчета тяговой характеристики

Передача	, м/с	, кВт	, Н∙м	Рт, кН
I	1,01	73,54	878,22	61,56
1,27	98,04	936,72	65,66
1,53	123,20	980,90	68,76
1,78	148,11	1010,78	70,85
2,04	171,88	1026,34	71,94
2,29	193,60	1027,58	72,03
2,55	212,38	1014,52	71,11
2,80	227,31	987,14	69,19
3,06	237,50	945,45	66,27
II	1,43	73,54	878,22	43,96
1,78	98,04	936,72	46,89
2,14	123,20	980,90	49,10
2,50	148,11	1010,78	50,59
2,85	171,88	1026,34	51,37
3,21	193,60	1027,58	51,43
3,57	212,38	1014,52	50,78
3,92	227,31	987,14	49,41
4,28	237,50	945,45	47,32
III	2,00	73,54	878,22	31,38
2,50	98,04	936,72	33,47
3,00	123,20	980,90	35,04
3,50	148,11	1010,78	36,11
4,00	171,88	1026,34	36,67
4,50	193,60	1027,58	36,71
5,00	212,38	1014,52	36,25
5,50	227,31	987,14	35,27
6,00	237,50	945,45	33,78
IV	2,81	73,54	878,22	22,30
3,52	98,04	936,72	23,78
4,22	123,20	980,90	24,90
4,92	148,11	1010,78	25,66
5,62	171,88	1026,34	26,06
6,33	193,60	1027,58	26,09
7,03	212,38	1014,52	25,76
7,73	227,31	987,14	25,06
8,44	237,50	945,45	24,00
V	4,02	73,54	878,22	15,61
5,02	98,04	936,72	16,65
6,03	123,20	980,90	17,43
7,03	148,11	1010,78	17,96
8,03	171,88	1026,34	18,24
9,04	193,60	1027,58	18,26
10,04	212,38	1014,52	18,03
11,05	227,31	987,14	17,54
12,05	237,50	945,45	16,80
VI	5,66	73,54	878,22	11,07
7,08	98,04	936,72	11,81

Окончание таблицы 6.2

	8,50	123,20	980,90	12,36
9,91	148,11	1010,78	12,74
11,33	171,88	1026,34	12,94
12,75	193,60	1027,58	12,95
14,16	212,38	1014,52	12,79
15,58	227,31	987,14	12,44
16,99	237,50	945,45	11,92
VII	7,87	73,54	878,22	7,96
9,84	98,04	936,72	8,49
11,81	123,20	980,90	8,89
13,78	148,11	1010,78	9,17
15,75	171,88	1026,34	9,31
17,72	193,60	1027,58	9,32
19,69	212,38	1014,52	9,20
21,65	227,31	987,14	8,95
23,62	237,50	945,45	8,57
VIII	11,09	73,54	878,22	5,65
13,86	98,04	936,72	6,03
16,64	123,20	980,90	6,32
19,41	148,11	1010,78	6,51
22,18	171,88	1026,34	6,61
24,95	193,60	1027,58	6,62
27,73	212,38	1014,52	6,53
30,50	227,31	987,14	6,36
33,27	237,50	945,45	6,09

Рисунок 6.2 – Зависимость тяговой характеристики от скорости

Динамическая характеристика

(6.4)

где – вес автомобиля, Н.

Для определения максимальной скорости ТС на прямой передаче, на графике Д = ¦(V) строится кривая Р_СУ = ¦(V), где

(6.5)

где – сила суммарного дорожного сопротивления движению;

¦ - коэффициент сопротивления качению.

(6.6)

где = 0,014 – 0,018, V – скорость, м/с.

Рассчитываем коэффициент сопротивления качению (табл. 6.3) и строим зависимость ¦ = ¦(V) (рис. 6.3)

При скорости 10 м/с получаем:

Таблица 6.3 – Результаты расчета коэффициент сопротивления качению

Скорость, м/с	Коэффициент сопротивления качению	Скорость, м/с	Коэффициент сопротивления качению
	0,0140		0,0153
	0,0140		0,0156
	0,0141		0,0158
	0,0141		0,0161
	0,0142		0,0164
	0,0143		0,0167
	0,0145		0,0170
	0,0146		0,0174
	0,0148		0,0177
	0,0149		0,0181
	0,0151		0,0185

Рисунок 6.3 – Зависимость коэффициента сопротивлению качения от скорости

При скорости 10 м/с сила дорожного сопротивления будет равна:

Таблица 6.4 – Результаты расчета силы дорожного сопротивления

, м/с	Рв, кН
	0,0	0,0140	0,0060
	2,8	0,0140	0,0060
	11,2	0,0140	0,0061
	25,2	0,0141	0,0063
	44,8	0,0141	0,0066
	70,0	0,0142	0,0070
	100,8	0,0143	0,0075
	137,2	0,0145	0,0080
	179,2	0,0146	0,0086
	226,8	0,0148	0,0093
	280,0	0,0149	0,0101
	338,8	0,0151	0,0110
	403,2	0,0153	0,0119
	473,2	0,0156	0,0130
	548,8	0,0158	0,0141
	630,0	0,0161	0,0153
	716,8	0,0164	0,0166
	809,2	0,0167	0,0179
	907,2	0,0170	0,0194
	1010,8	0,0174	0,0209
	1120,0	0,0177	0,0225
	1234,8	0,0181	0,0242
	1355,2	0,0185	0,0260

При движении на первой передаче и 1800 об/мин коленчатого вала получаем:

Таблица 6.5 – Результаты расчета динамической характеристики

Передача	, м/с	Рт, кН	Рв, кН
I	1,01	61,56	3,54	0,82
1,27	65,66	5,67	0,88
1,53	68,76	8,17	0,92
1,78	70,85	11,12	0,94
2,04	71,94	14,53	0,96
2,29	72,03	18,39	0,96
2,55	71,11	22,70	0,95
2,80	69,19	27,46	0,92
3,06	66,27	32,68	0,88
II	1,43	43,96	7,12	0,59
1,78	46,89	11,13	0,63
2,14	49,10	16,02	0,65
2,50	50,59	21,81	0,67
2,85	51,37	28,49	0,68
3,21	51,43	36,05	0,69
3,57	50,78	44,51	0,68
3,92	49,41	53,86	0,66
4,28	47,32	64,10	0,63
III	2,00	31,38	13,98	0,42
2,50	33,47	21,84	0,45
3,00	35,04	31,45	0,47
3,50	36,11	42,81	0,48
4,00	36,67	55,92	0,49
4,50	36,71	70,77	0,49
5,00	36,25	87,37	0,48
5,50	35,27	105,71	0,47
6,00	33,78	125,81	0,45
IV	2,81	22,30	27,68	0,30
3,52	23,78	43,25	0,32
4,22	24,90	62,28	0,33
4,92	25,66	84,77	0,34
5,62	26,06	110,71	0,35
6,33	26,09	140,12	0,35
7,03	25,76	172,99	0,34
7,73	25,06	209,32	0,33
8,44	24,00	249,11	0,32
V	4,02	15,61	56,49	0,21
5,02	16,65	88,26	0,22
6,03	17,43	127,10	0,23
7,03	17,96	172,99	0,24
8,03	18,24	225,95	0,24

Окончание таблицы 6.5

	9,04	18,26	285,97	0,24
10,04	18,03	353,05	0,24
11,05	17,54	427,18	0,23
12,05	16,80	508,39	0,22
VI	5,66	11,07	112,31	0,15
7,08	11,81	175,49	0,16
8,50	12,36	252,71	0,16
9,91	12,74	343,96	0,17
11,33	12,94	449,25	0,17
12,75	12,95	568,59	0,17
14,16	12,79	701,96	0,16
15,58	12,44	849,37	0,15
16,99	11,92	1010,82	0,15
VII	7,87	7,96	217,00	0,10
9,84	8,49	339,06	0,11
11,81	8,89	488,25	0,11
13,78	9,17	664,57	0,11
15,75	9,31	868,01	0,11
17,72	9,32	1098,57	0,11
19,69	9,20	1356,26	0,10
21,65	8,95	1641,07	0,10
23,62	8,57	1953,01	0,09
VIII	11,09	5,65	430,47	0,07
13,86	6,03	672,61	0,07
16,64	6,32	968,56	0,07
19,41	6,51	1318,32	0,07
22,18	6,61	1721,89	0,07
24,95	6,62	2179,27	0,06
27,73	6,53	2690,46	0,05
30,50	6,36	3255,45	0,04
33,27	6,09	3874,26	0,03

Рисунок 6.4 – Динамическая характеристика и P_су

На основании данного графика определяем максимальную скорость для рассматриваемых дорожных условий V_max=28 м/с.

Расчет ускорений

Ускорение ТС рассчитывают для каждой передачи в зависимости от скорости по формуле

(7.1)

По результатам расчета (табл. 7.1) строим зависимостью
(рис. 7.1).

При движении на первой передаче и 1800 об/мин коленчатого вала получаем:

Таблица 7.1 – Результаты расчета ускорений

Передача	, м/с			, м/с2
I	1,01	0,82	0,01	7,66
1,27	0,88	0,01	8,18
1,53	0,92	0,01	8,57
1,78	0,94	0,01	8,83
2,04	0,96	0,01	8,97
2,29	0,96	0,01	8,98
2,55	0,95	0,01	8,86
2,80	0,92	0,01	8,62
3,06	0,88	0,01	8,25
II	1,43	0,59	0,01	4,92
1,78	0,63	0,01	5,26
2,14	0,65	0,01	5,51
2,50	0,67	0,01	5,68
2,85	0,68	0,01	5,77
3,21	0,69	0,01	5,78
3,57	0,68	0,01	5,70
3,92	0,66	0,01	5,54
4,28	0,63	0,01	5,30
III	2,00	0,42	0,01	3,10
2,50	0,45	0,01	3,32
3,00	0,47	0,01	3,48
3,50	0,48	0,01	3,59
4,00	0,49	0,01	3,64
4,50	0,49	0,01	3,64
5,00	0,48	0,01	3,59
5,50	0,47	0,01	3,49
6,00	0,45	0,01	3,34
IV	2,81	0,30	0,01	2,18
3,52	0,32	0,01	2,33
4,22	0,33	0,01	2,44

Окончание таблицы 7.1

	4,92	0,34	0,01	2,52
	5,62	0,35	0,01	2,55
6,33	0,35	0,01	2,55
7,03	0,34	0,01	2,51
7,73	0,33	0,01	2,44
8,44	0,32	0,01	2,33
V	4,02	0,21	0,01	1,67
5,02	0,22	0,01	1,79
6,03	0,23	0,01	1,88
7,03	0,24	0,01	1,93
8,03	0,24	0,01	1,96
9,04	0,24	0,01	1,95
10,04	0,24	0,01	1,91
11,05	0,23	0,02	1,85
12,05	0,22	0,02	1,75
VI	5,66	0,15	0,01	1,27
7,08	0,16	0,01	1,36
8,50	0,16	0,01	1,41
9,91	0,17	0,01	1,45
11,33	0,17	0,02	1,46
12,75	0,17	0,02	1,44
14,16	0,16	0,02	1,40
15,58	0,15	0,02	1,33
16,99	0,15	0,02	1,24
VII	7,87	0,10	0,01	0,86
9,84	0,11	0,01	0,90
11,81	0,11	0,02	0,93
13,78	0,11	0,02	0,94
15,75	0,11	0,02	0,93
17,72	0,11	0,02	0,89
19,69	0,10	0,02	0,84
21,65	0,10	0,02	0,76
23,62	0,09	0,02	0,67
VIII	11,09	0,07	0,02	0,53
13,86	0,07	0,02	0,54
16,64	0,07	0,02	0,53
19,41	0,07	0,02	0,50
22,18	0,07	0,02	0,45
24,95	0,06	0,02	0,38
27,73	0,05	0,02	0,29
30,50	0,04	0,02	0,18
33,27	0,03	0,02	0,05

Рисунок 7.1 – График ускорений автомобиля