Выбор исходных данных

Задание. Сделать анализ тягово-скоростных свойств автомобиля, AUDI A8 если коэффициент суммарного дорожного сопротивления y=0,02.

Исходные данные для расчета:

Вид автомобиля - легковой автомобиль

Полная масса m, кг - 2200

Марка и тип двигателя - бензиновый, AMF.

Максимальная мощность Ne max, кВт - 142

Частота вращения вала двигателя при максимальной мощности nN, об/мин - 6000

Наличие ограничителя частоты вращения вала двигателя - нет

Передаточные числа:

Коробки передач

Uk1………………..3,5

Uk2………………..1,94

Uk3………………..1,3

Uk4………………..0,943

Uk5………………..0,789

Ukзх……………….3,444

Раздаточной коробки uрв,…………………….нет

Главной передачи u0…………………………..3,875

Шины………………………………………..225\55R17

Статический радиус колес rст, м……………0,317

Габаритные размеры:

Ширина Вг, м…………………………………..1,88

Высота Нг, м…………………………………...1,42

КПД трансмиссии h……………………………0,9

Коэффициент сопротивления воздуха K, Hc2/м4…0,2

Реальные значения основных параметров автомобиля для сравнения их с полученными расчетами:

Максимальный крутящий момент двигателя Memax, Нм……………...280

Частота вращения вала двигателя при максимальном крутящем моменте nM, об/мин…...3200

Максимальная скорость Vmax, км/ч

Время разгона до 100 км/ч, с

Построение внешней скоростной характеристики двигателя

Для построения внешней скоростной характеристики поршневого двигателя внутреннего сгорания используют эмпирическую формулу, позволяющую по известным координатам одной точки скоростной характеристики воспроизвести всю кривую мощности:

(1)

где Ne, кВт – текущее значение мощности двигателя, соответствующее частоте вращения вала двигателя n, об/мин;

Nemax, кВт – максимальная мощность двигателя при частоте вращения nN, об/мин;

А1, А2 – эмпирические коэффициенты характеризующие тип двигателя внутреннего сгорания. Для бензинового А1=1,0; А2=1,0.

 (2)

nmin – минимальная частота вращения коленчатого вала.

 (3)

 (Н*м.)

 

Результаты расчетов внешней скоростной характеристики двигателя

По результатам расчетов строим график внешней скоростной характеристики (рис. 1).

Рис. 1

 

Построение графиков силового баланса

При построении графиков силового баланса для различных передач и скоростей движения автомобиля рассчитывают значение составляющих уравнения силового баланса.

Pk - Py - Pw – Pj = 0.

Тяговое усилие на ведущих колесах определяют из выражения, Н:

 (4)

где rд – динамический радиус колеса, который в нормальных условиях движения принимают равным rст = 0,317 м.

Вторую составляющую силового баланса – силу суммарного дорожного сопротивления – определяют по формуле, Н:

Py = yG (5)

Где G = gm – полный вес автомобиля;

G = 9,81 м/с2 – ускорение свободного падения.

G = 9,81 × 2200 = 21582Н;

Py = 0,02 × 21582 = 431,64Н;

Силы сопротивления воздуха:

 (6)

где F – лобовая площадь, м2;

V – скорость автомобиля, км/ч.

F = a × Bг × Hг (7)

Где a - коэффициент заполнения площади, для грузовика находится в пределах 0,78…0,8, принимаем a = 0,8, тогда

F = 0,8 × 1,88× 1,42=2,13 м2

Силу сопротивления разгону, H:

 (8)

где d - коэффициент учитывающий влияние инерции вращающихся масс;

j – ускорение автомобиля в поступательном движении, м/с2.

При построении и анализе графиков силового баланса величина Pj не рассчитывается, а определяется как разность тягового усилия Pk и суммы сопротивлений движению (Py+PW)

График силового баланса и все последующие графики будем строить в функции скорости автомобиля V, км/ч, которая связана с частотой вращения вала двигателя n зависимостью

 (9)

 км/час

где rk – радиус качения колеса, равный при отсутствии проскальзывания статическому радиусу rст.

Для силы сопротивления воздуха

 (10)

Динамический фактор автомобиля D определяется для различных передач и скоростей движения по формуле. ............