Материал: 614
кF ср кF /5. |
(18) |
Для проверки правильности полученных результатов сверяют кF ср с |
|
результатами, рассчитанными на основании данных справочника |
[1] |
кF справоч , где значения коэффициента обтекаемости даны отдельно |
от |
площади лобового сопротивления.
Величину площади лобового сопротивления рассчитывают по следующим формулам:
|
для легковых автомобилей |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
F 0,78 B H ; |
|
|
|
(19) |
|||||
|
для грузовых автомобилей и автобусов |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
F Bк H , |
|
|
|
(20) |
||||
где B– ширина автомобиля, м; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
H – высота автомобиля, м; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Bк – ширина колеи передних колес, м. |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
Расчетная таблица фактора обтекаемости |
|
Таблица 2 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Участок |
Vн |
Vк |
V |
tн |
|
tк |
t |
|
j |
Vср |
Vср2 |
|
к F |
|
|
К-1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1-2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2-3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3-4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4-Е |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Если значения кF ср , полученные в результате обработки графика
«разгон-накат», отличаются от кF справоч более чем на 20 %, то для дальнейших расчетов принимают величину кF справоч .
На основании полученных значений коэффициента сопротивления дороги и фактора обтекаемости для автомобиля-лаборатории кF можно рассчитывать все силы сопротивления автомобиля-лаборатории для различных условий движения.
Согласно закону Ньютона (Всякому действию есть равное, но противоположно направленное противодействие), по сумме сил
18
сопротивления находят тяговую силу на колесах Pк в режиме разгона, используя уравнение силового баланса (1).
Поскольку все эти силы постоянно меняют свое значение, применяют метод графического дифференцирования. Для этого каждый участок разгона (рис. 3) на соответствующей передаче разбивают на 5 отрезков и
для каждого отрезка производят расчетPк ,Me |
и e |
. Результаты расчета |
|
сводят в табл. 3. |
|
|
|
Для расчета Me и e |
используют следующие зависимости: |
||
Me |
Pк rк / iтр тр |
; |
(21) |
|
е Vср iтр /rк , |
|
(22) |
где Ме– крутящий момент двигателя, Н∙м;е – угловая скорость коленчатого вала двигателя, рад/с;
rк – радиус качения колеса автомобиля-лаборатории; iтр – передаточное отношение трансмиссии,
iтр iк i0 iрк , |
(23) |
где iк – передаточное отношение включенной передачи в коробке переменных передач;
i0 , iрк – передаточные отношения главной передачи и раздаточной
коробки соответственно;тр – коэффициент полезного действия трансмиссии, для автомобилей
различных типов принимают тр= 0,8…0,92.
Таблица 3
Сводная таблица величин режима разгона
Отрезок |
Номер передачи |
V |
н |
Vк |
|
t |
н |
tк |
|
V |
ср |
2 |
j |
|
P |
P |
P |
j |
Pк |
М |
е |
е |
|
|
|
V |
|
t |
|
Vср |
|
|
w |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0-1 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1-2 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2-3 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3-4 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4-А |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В-6 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
… |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
19
Строить график силового баланса на базе полученных значений Pк и Vср нерационально, т.к. имеет место большой разброс результатов. С этой целью просчитывают скоростную характеристику двигателя Me f e (рис. 4), на которой вычисленные значения Me интерполируются.
Масштаб выбирают из условия полного заполнения листа. По оси абсцисс располагают е (от 0 до еmax). Значение еmax принимают из
справочника [1]. По построенным шкалам наносят на рабочее поле графика 15 точек из табл. 3, которые затем соединяют тонкими линиями последовательно по мере увеличения значений е (см. рис. 4).
Минимальную угловую скорость коленчатого вала двигателя принимают равной еmin 0,2 еmax . На графике наносят штриховыми
линиями эти значения и между ними проводят результирующую кривую М е (интерполируют).
Интерполяцию проводят по закону изменения Ме для двигателей внутреннего сгорания и учитывают усредненность ее положения, т.е. суммы площадей между кривой Ме и ломаной сверху и снизу должны быть приблизительно одинаковы.
Ме, Н∙м
Меск max |
|
|
3 |
|
|
2 |
4 |
|
1 |
5 |
|
|
|
||
|
|
|
ωе min |
ωе mах |
ωе, рад/с |
Рис. 4. Скоростная характеристика двигателя
Для дальнейших расчетов полученная кривая Меск считается за скоростную характеристику двигателя в процессе разгона автомобиля на
20
всех передачах и принимается за основу при построении силового баланса автомобиля.
Выбирают 5 скорректированных значений крутящего момента двигателя на скоростной характеристике, включая точки (1)Меск1 при еmin ,
(3) |
ск |
и (5) |
М |
ск |
при emax . Остальные две точки выбирают |
Меmax |
е5 |
произвольно. Рассчитывают значения сил Ркск (Рк) из формулы (21) и
скорость автомобиля Vаск (Vср) из формулы (22) для всех передач автомобиля, на которых производились испытания. Расчеты производят, записывая промежуточные значения в табл. 4.
|
Таблица значений скоростной характеристики двигателя |
Таблица 4 |
||||
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
Номер |
Номер |
Меск |
еск |
iтр |
Ркск |
Vаск |
точки |
передачи |
|
|
|
|
|
1 |
2 |
|
|
|
|
|
2 |
2 |
|
|
|
|
|
3 |
2 |
|
|
|
|
|
4 |
2 |
|
|
|
|
|
5 |
2 |
|
|
|
|
|
1 |
3 |
|
|
|
|
|
… |
|
|
|
|
|
|
5 |
4 |
|
|
|
|
|
По полученным в табл. 4 данным строят три кривых Pк f Va на 2-й, 3-й и 4-й передачах (рис. 5).
Затем на график наносят кривые зависимостей P f Va (формула
2)(учитывая принятое допущение, что P const) и |
P Pw f (Va). |
Зависимость Pw f(Va ) (формула 4) рассчитывается по формуле для тех же значений Va, что и для P f (Va).
Полученный график является силовым балансом автомобиля, полученным на основании эксперимента «разгон-накат».
21
P, кН
Pк2
Pк3
Pк4
Pw+ Рf+Pi
Рf+Pi
V, км/ч
Рис. 5. Силовой баланс автомобиля
|
Порядок выполнения работы |
1. Получить |
графическую диаграмму (см. рис. 2) результатов |
испытаний у преподавателя.
2.Определить масштабы записи прибора по времени и скорости.
3.Перенести графическую диаграмму V f t на лист миллиметровки
(А3) горизонтального расположения (см. рис. 3), используя данные табл. 1.
4.Определить экспериментальное значение коэффициента дорожного сопротивления по формуле (13) и сравнить со справочным. справ .
5.Рассчитать значение фактора обтекаемости кF по формуле (16) и проверить правильность полученных результатов. Данные расчета свести в табл. 2.
6.Вычислить значения сил сопротивления движению автомобиля Pw
(4), Р (2) и Рj (5).
7. Определить значения силы тяги на ведущих колесах Рк (1), а также соответствующие им крутящий момент двигателя Ме (21) и угловую скорость коленчатого вала двигателя е (22) на режимах разгона автомобиля (15 значений). Полученные значения свести в табл. 3.
22