де
- максимальна швидкість обертання колінчатого вала двигуна,
;
- швидкісний коефіцієнт;
- передаточне число вищої передачі;
- радіус кочення ведучого колеса автомобіля, приймається з
достатньою точністю рівним динамічному радіусу;
- максимальна швидкість автомобіля, м/с.
Передаточне число головної передачі U0 визначають виходячи з того, що:
;
,
де
- мінімальне передаточне число коробки переміни передач;
Вибирається остання передача прямою (Uk_min=1).
Максимальне передаточне число трансмісії
, визначають із умови подолання
автомобілем максимальні дорожнього опору:
=
,
де
- максимальне значення коефіцієнта
опору дороги.
Знайдену величину
перевіряють, виходячи із можливості
реалізації максимальної сили тяги при
, при умові зчеплення ведучих коліс з
полотном дороги, характерним коефіцієнтом зчеплення ????. Відповідно до цієї умови максимальне
передаточне число трансмісії по умові зчеплення:
=
де ???? - коефіцієнт зчеплення, приймають рівним 0,6...0,8;
- вагове навантаження, яке приходиться на ведучі колеса
автомобіля, Н.
При визначенні
враховується перерозподіл
навантаження по осях автомобіля в період його розгону. Так, для автомобіля з
колісною формулою 4x2:
,
- коефіцієнт зростання навантаження на задню (ведучу) вісь
автомобіля, рівний 1,5... 1,20.
Умова руху автомобіля без буксування
.
Якщо дана умова виконується, то значення
знайдено вірно.
Після цього визначається передаточне число першої передачі
Розрахунки, необхідні для визначення тягово-швилкісннх
властивостей автомобіля, проводяться з допомогою кривої
- зовнішньої швидкісної
характеристики двигуна з використанням розрахункових значень швидкості
автомобіля, сили тяги, сили опору повітря, динамічного фактору, прискорення.
Швидкість автомобіля, при частоті обертання колінчастого вала
двигуна 3400 об/хв., м/с:
для І передачі:
м/с;
для ІІ передачі:
м/с;
для ІІІ передачі:
м/с;
для ІV передачі:
м/с,
де
- частота обертання колінчатого вала,
;
- радіус кочення колеса rк=rд, м;
- передаточне число коробки передач на відповідній передачі;
- передаточне число головної передачі.
Сила тяги автомобіля, при частоті обертання колінчастого вала
двигуна 3400 об/хв., H:
;
для І передачі:
Н;
для ІІ передачі:
Н;
для ІІІ передачі:
Н;
для ІV передачі:
Н,
де
- крутний момент двигуна, Н∙м;
- передаточне число головної передачі;
- передаточне число коробки передач на відповідній передачі;
- механічний ККД трансмісії;
- динамічний радіус колеса, м.
Сила опору повітря, при частоті обертання колінчастого вала
двигуна 3400 об/хв., Н:
;
для І передачі:
Н;
для ІІ передачі:
Н;
для ІІІ передачі:
Н;
для ІV передачі:
Н,
де:
- фактор обтичності, Н
;
- швидкість автомобіля, м/с.
Надлишкова сила тяги автомобіля, при частоті обертання
колінчастого вала двигуна 3400 об/хв., Н:
;
для І передачі:
Н;
для ІІ передачі:
Н;
для ІІІ передачі:
Н;
для ІV передачі:
Н.
Динамічний фактор автомобіля при частоті обертання
колінчастого вала двигуна 3400 об/хв.:
;
для І передачі:
;
для ІІ передачі:
;
для ІІІ передачі:
;
Для ІV передачі:
,
- сила ваги від повної маси автомобіля, Н.
Прискорення автомобіля, при частоті обертання колінчастого
вала двигуна 3400 об/хв., м/
:
для І передачі:
м/с2;
Для ІІ передачі:
м/с2;
Для ІІІ передачі:
м/с2;
Для ІV передачі:
м/с2,
де
- коефіцієнт опору дороги, для забезпечення запасу сили тяги
при русі автомобіля на прямій передачі приймають
;
???? - коефіцієнт врахування інерції обертових мас.
З достатньою для розрахунку точністю можна прийняти
????=1,03
Розрахунки проводяться в таблиці 2.1.
Таблиця 2.1 - результати розрахунків тягово-швидкісних властивостей автомобіля ВАЗ-21063
|
Номер передачі |
Передаточне число |
Величина, що визначається |
Частота обертання двигуна nN, хв-1 Відповідні їм значення Me, H∙м |
||||||||
|
|
|
|
1200 |
1750 |
2300 |
2850 |
3400 |
3950 |
4500 |
5050 |
5600 |
|
|
|
|
40 |
70 |
79 |
85 |
91 |
83 |
77 |
63 |
56 |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
|
І |
3,7 |
VаІ, м/с |
2,33 |
3,4 |
4,48 |
5,55 |
6,62 |
7,69 |
8,76 |
9,83 |
10,9 |
|
|
|
PPІ, Н |
1980,51 |
3465,89 |
4208,58 |
4505,66 |
4109,56 |
3812,48 |
3119,3 |
2772,71 |
|
|
|
|
PWІ, Н |
1,52 |
3,24 |
5,62 |
8,62 |
12,27 |
16,56 |
21,49 |
27,06 |
33,27 |
|
|
|
PаІ, Н |
1978,99 |
3462,65 |
3905,89 |
4199,96 |
4493,39 |
4093 |
3790,99 |
3092,24 |
2739,44 |
|
|
|
DІ |
0,1406 |
0,246 |
0,2775 |
0,2983 |
0,3192 |
0,2908 |
0,2693 |
0,2197 |
0,1946 |
|
|
|
JаІ, м/с2 |
1,149 |
2,152 |
2,453 |
2,651 |
2,85 |
2,579 |
2,374 |
1,902 |
1,663 |
|
ІІ |
2,1 |
VаІІ, м/с |
4,11 |
6 |
7,88 |
9,77 |
11,66 |
13,54 |
15,43 |
17,31 |
19,2 |
|
|
|
PPІІ, Н |
1124,07 |
1967,13 |
2220,04 |
2388,65 |
2557,27 |
2332,45 |
2163,84 |
1770,41 |
1573,7 |
|
|
|
PWІІ, Н |
4,73 |
10,08 |
17,39 |
26,73 |
38,07 |
51,33 |
66,66 |
83,9 |
103,22 |
|
|
|
PаІІ, Н |
1119,34 |
1957,05 |
2202,65 |
2361,92 |
2519,2 |
2281,12 |
2097,18 |
1686,51 |
1470,48 |
|
|
|
DІІ |
0,0795 |
0,139 |
0,1565 |
0,1678 |
0,179 |
0,162 |
0,149 |
0,1198 |
0,1045 |
|
|
|
JаІІ, м/с2 |
0,567 |
1,133 |
1,3 |
1,408 |
1,514 |
1,352 |
1,229 |
0,951 |
0,805 |
|
ІІІ |
1,36 |
VаІІІ, м/с |
6,35 |
9,26 |
12,17 |
15,09 |
18 |
20,91 |
23,82 |
26,73 |
29,64 |
|
|
|
PPІІІ, Н |
727,97 |
1273,95 |
1437,74 |
1546,94 |
1656,13 |
1510,54 |
1401,34 |
1146,55 |
1019,16 |
|
|
|
PWІІІ, Н |
11,29 |
24,01 |
41,47 |
63,76 |
90,72 |
122,42 |
158,87 |
200,06 |
245,99 |
|
|
|
PаІІІ, Н |
716,68 |
1249,94 |
1396,27 |
1483,18 |
1565,41 |
1388,12 |
1242,47 |
946,49 |
773,17 |
|
|
|
DІІІ |
0,0509 |
0,0888 |
0,0992 |
0,1054 |
0,1112 |
0,0986 |
0,0883 |
0,0672 |
0,0549 |
|
|
|
JаІІІ, м/с2 |
0,294 |
0,655 |
0,754 |
0,813 |
0,869 |
0,749 |
0,651 |
0,45 |
0,332 |
|
ІV |
1 |
VаIV, м/с |
8,64 |
12,6 |
16,56 |
20,52 |
24,48 |
28,44 |
32,4 |
36,35 |
40,31 |
|
|
|
PPIV, Н |
535,27 |
936,73 |
1057,16 |
1137,45 |
1217,75 |
1110,69 |
1030,4 |
843,05 |
749,38 |
|
|
|
PWIV, Н |
20,9 |
44,45 |
76,79 |
117,9 |
167,8 |
226,47 |
293,93 |
369,97 |
454,97 |
|
|
|
PаIV, Н |
514,37 |
892,28 |
980,37 |
1019,55 |
1049,95 |
884,22 |
736,47 |
473,08 |
294,41 |
|
|
|
DIV |
0,0365 |
0,0634 |
0,0696 |
0,0724 |
0,0746 |
0,0628 |
0,0523 |
0,0336 |
0,0209 |
|
|
|
JаIV`, м/с2 |
0,157 |
0,413 |
0,472 |
0,499 |
0,52 |
0,408 |
0,308 |
0,13 |
0,009 |
За даними таблиці будується динамічна характеристика (додаток 2) і графік прискорень автомобіля (додаток 3).
Графік часу
(додаток 4) і шляху розгону
(додаток 5) автомобіля (мал. 1г)
будують на основі графіка прискорень автомобіля графо-аналітичним методом.
На графіку прискорень автомобіля виділяються ділянки руху
автомобіля, які відповідають його розгону на 1-й, 2-й, 3-й, 4-й передачах.
Потім кожну із цих ділянок розбивають на п’ять рівних інтервалів. Границі
інтервалів і ділянок швидкості позначають послідовно
і т. д., а відповідні їм
значення прискорень позначають
і т. д.
Час розгону автомобіля визначають для кожного інтервалу
швидкостей:
Після чого для кожного інтервалу швидкостей визначають шлях
розгону автомобіля по виразу:
Розрахунок часу і шляху розгону автомобіля, після чого і побудову графіків проводиться в табл.2.2.
Таблиця 2.2 - Розрахунок часу і шляху розгону автомобіля
|
Величина |
Швидкість Vа, м/с |
Приско-рення Jа, м/с2 |
Час розгону tі, с |
Сумарний час розгону tр = ∑ ti, с |
Шлях розгону в інтервалі Sі, м |
Сумарний шлях розгону SР = ∑ Si,м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Інтервали швидкості |
1 |
2 |
1,2 |
3,33 |
3,33 |
3,33 |
3,33 |
|
|
2 |
4 |
2,25 |
1,16 |
4,49 |
3,48 |
6,81 |
|
|
3 |
6 |
2,7 |
0,81 |
5,3 |
4,05 |
10,86 |
|
|
4 |
7,9 |
1,35 |
0,94 |
6,24 |
6,53 |
17,39 |
|
|
5 |
9,8 |
1,47 |
1,35 |
7,59 |
11,95 |
29,34 |
|
|
6 |
11,9 |
1,48 |
1,42 |
9,01 |
15,41 |
44,75 |
|
|
7 |
14 |
1,3 |
1,51 |
10,52 |
19,55 |
64,3 |
|
|
8 |
15,9 |
0,85 |
1,77 |
12,29 |
26,46 |
90,76 |
|
|
9 |
18,1 |
0,9 |
2,51 |
14,8 |
42,67 |
133,43 |
|
|
10 |
20,1 |
0,75 |
2,42 |
17,22 |
46,22 |
179,65 |
|
|
11 |
22,1 |
0,6 |
2,96 |
20,18 |
62,46 |
242,11 |
|
|
12 |
24 |
0,56 |
3,28 |
23,46 |
75,6 |
317,71 |
|
|
13 |
25,9 |
0,5 |
3,58 |
27,04 |
89,32 |
407,03 |
|
|
14 |
28,1 |
0,47 |
4,54 |
31,58 |
122,58 |
529,61 |
|
|
15 |
0,45 |
4,57 |
36,15 |
133,22 |
662,83 |
|
|
|
16 |
32 |
0,391 |
4,28 |
40,43 |
133,11 |
795,94 |
|
|
17 |
33,9 |
0,31 |
5,42 |
45,85 |
178,59 |
974,53 |
|
|
18 |
36 |
0,24 |
7,64 |
53,49 |
267,02 |
1241,55 |
|
|
19 |
38 |
0,1 |
11,76 |
65,25 |
435,12 |
1676,67 |
|
|
20 |
40 |
0,01 |
36,36 |
101,61 |
1418,04 |
3094,71 |
Сумарний час і шлях розгону автомобіля до швидкості
i-го інтервалу визначають сумою часу
і шляху розгону на всіх попередніх інтервалах швидкості:
Згідно з ГОСТ 22895-77 "Гальмівні системи автотранспортних
засобів" оціночними показниками динамічності автомобіля при гальмуванні
являється сповільнення
і шлях гальмування
які визначають із залежностей
м/с2;
м,
де
- коефіцієнт зчеплення коліс з полотном дороги;
- кут нахилу полотна дороги, град;
ʄ - коефіцієнт опору кочення.
- швидкість автомобіля, з якої проводиться гальмування
(приймається із ГОСТ 22895-77).
В якості оціночних показників поперечної стійкості автомобіля
приймають критичну швидкість руху по кривій, виходячи із умови бокового
перекидання
і бокового ковзання (заносу)
. які визначають, відповідно, за формулами:
де ???? = 9.81 м/
- прискорення сили ваги;
R - радіус кривої полотна дороги, м;
В - колія автомобіля, м;
- висота центра маси автомобіля, м;
????=0,7 - коефіцієнт зчеплення.
Задається декілька значень радіуса кривої полотна дороги від 20 до 100м, визначаються критичні швидкості руху автомобіля, дані заносяться до таблиці 3.1, по яких будується графік поперечної стійкості (додаток 6). Користуючись даними одержаного графіка, визначаються критичні швидкості руху автомобіля при R=50м.
Таблиця 3.1 - поперечна стійкість автомобіля
|
R, Н |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
|
Vпер, м/с |
15,46 |
18,94 |
21,87 |
24,45 |
26,78 |
28,93 |
30,93 |
32,8 |
34,58 |
|
Vб.к., м/с |
11,72 |
14,35 |
16,57 |
18,53 |
20,3 |
21,92 |
23,44 |
24,86 |
26,2 |