Построение тяговой характеристики автомобиля

Определим тяговое усилие, на каждой передаче Н

, (1.6.1)

где – передаточное число i-ой передачи.

Для примера рассчитаем на 1-ой передаче при 500 :

4047,9 Н

Остальные значения вычисляются аналогично, результаты расчёта заносятся в таблицу 1.6.1.

Таблица 1.6.1 – Тяговая характеристика автомобиля

Передача	Параметр	Частота вращения коленчатого вала двигателя

I	Рт, Н	4047,9	4295,1	4480,5	4604,1	4665,9	4665,9	4604,1	4480,5	4295,1	4047,9	3738,9	3368,1
Vа. м/с	1,0	1,9	2,9	3,9	4,9	5,8	6,8	7,8	8,8	9,7	10,7	11,7
II	Рт, Н	2550,2	2705,9	2822,7	2900,6	2939,5	2939,5	2900,6	2822,7	2705,9	2550,2	2355,5	2121,9
Vа. м/с	1,5	3,1	4,6	6,2	7,7	9,3	10,8	12,3	13,9	15,4	17,0	18,5
III	Рт, Н	1619,2	1718,0	1792,2	1841,6	1866,4	1866,4	1841,6	1792,2	1718,0	1619,2	1495,6	1347,2
Vа. м/с	2,4	4,9	7,3	9,7	12,2	14,6	17,0	19,4	21,9	24,3	26,7	29,2
IV	Рт, Н	1012,0	1073,8	1120,1	1151,0	1166,5	1166,5	1151,0	1120,1	1073,8	1012,0	934,7	842,0
Vа. м/с	3,9	7,8	11,7	15,6	19,4	23,3	27,2	31,1	35,0	38,9	42,8	46,7

Определим скорость движения автомобиля на каждой передаче, м/с

. (1.6.2)

Для примера рассчитаем на 1-ой передаче при 500 :

1 м/с

Остальные значения вычисляются аналогично, результаты расчёта заносятся в таблицу 1.6.1.

По таблице 1.6.1 строится тяговая характеристика автомобиля, рисунок 1.2.

Тяговое усилие, подводимое к ведущим колёсам автомобиля, расходуется на преодоление сопротивлений качению, воздуха, подъёму и силам инерции.

Определим силу сопротивления воздуха на каждой передаче, Н

. (1.6.3)

Для примера рассчитаем на 1-ой передаче при 500 :

= 0,53 Н

Остальные значения вычисляются аналогично, результаты расчёта заносятся в таблицу 1.6.2.

Таблица 1.6.2 – Тяговая характеристика с учётом сил сопротивления

Передача	Параметр	Частота вращения коленчатого вала двигателя

I	Vа. м/с	1,0	1,9	2,9	3,9	4,9	5,8	6,8	7,8	8,8	9,7	10,7	11,7
Рв, Н	0,53	2,11	4,75	8,44	13,19	19,00	25,86	33,77	42,74	52,77	63,85	75,99
Рвс, Н	4047,4	4293,0	4475,7	4595,6	4652,7	4646,9	4578,2	4446,7	4252,3	3995,1	3675,0	3292,1
II	Vа. м/с	1,5	3,1	4,6	6,2	7,7	9,3	10,8	12,3	13,9	15,4	17,0	18,5
Рв, Н	1,33	5,32	11,97	21,27	33,24	47,86	65,15	85,09	107,69	132,95	160,87	191,45
Рвс, Н	2548,8	2700,6	2810,7	2879,3	2906,3	2891,6	2835,4	2737,6	2598,2	2417,2	2194,6	1930,4
III	Vа. м/с	2,4	4,9	7,3	9,7	12,2	14,6	17,0	19,4	21,9	24,3	26,7	29,2
Рв, Н	3,30	13,19	29,68	52,77	82,45	118,73	161,60	211,07	267,14	329,80	399,06	474,92
Рвс, Н	1615,9	1704,8	1762,5	1788,9	1783,9	1747,6	1680,0	1581,1	1450,9	1289,3	1096,5	872,3
IV	Vа. м/с	3,9	7,8	11,7	15,6	19,4	23,3	27,2	31,1	35,0	38,9	42,8	46,7
Рв, Н	8,4	33,8	76,0	135,1	211,1	303,9	413,7	540,4	683,9	844,3	1021,6	1215,8
Рвс, Н	1003,5	1040,0	1044,1	1015,9	955,4	862,5	737,3	579,8	389,9	167,7

Определим свободную силу тяги автомобиля на каждой передаче, Н

. (1.6.4)

Для примера рассчитаем на 1-ой передаче при 500 :

=4047,4 Н

Остальные значения вычисляются аналогично, результаты расчёта

заносятся в таблицу 1.6.2.

По таблице 1.6.2 строится характеристика свободной тяговой силы

автомобиля, рисунок 1.3.

1.7 Определение основных показателей динамики автомобиля с механической трансмиссией

1.7.1 Динамический фактор

Универсальным измерителем динамических качеств автомобиля служит динамический фактор, представляющий отношение свободной тяговой силы к силе тяжести автомобиля.

Производим расчёт динамического фактора при движении автомобиля при оборотах коленчатого вала n=500-6000 на всех передачах:

, (1.7.1)

где – свободная сила тяги автомобиля, Н.

Для примера определим свободную силу тяги на первой передаче при 500 коленчатого вала:

Результаты расчёта сведены в таблицу 1.7.1.

Таблица 1.7.1 – Динамическая характеристика автомобиля

Передача	Параметр	Частота вращения коленчатого вала двигателя

I	Vа. м/с	1,0	1,9	2,9	3,9	4,9	5,8	6,8	7,8	8,8	9,7	10,7	11,7
D	0,30	0,32	0,34	0,35	0,35	0,35	0,34	0,33	0,32	0,30	0,28	0,25
II	Vа. м/с	1,5	3,1	4,6	6,2	7,7	9,3	10,8	12,3	13,9	15,4	17,0	18,5
D	0,19	0,20	0,21	0,22	0,22	0,22	0,21	0,21	0,20	0,18	0,17	0,15
III	Vа. м/с	2,4	4,9	7,3	9,7	12,2	14,6	17,0	19,4	21,9	24,3	26,7	29,2
D	0,12	0,13	0,13	0,13	0,13	0,13	0,13	0,12	0,11	0,10	0,08	0,07
IV	Vа. м/с	3,9	7,8	11,7	15,6	19,4	23,3	27,2	31,1	35,0	38,9	42,8	46,7
D	0,0756	0,0783	0,0786	0,0765	0,0719	0,0650	0,0555	0,0437	0,0294	0,0126

По таблице 1.7.1 строится динамический характер автомобиля, рисунок 1.4.

Определим коэффициент учёта вращающихся масс на каждой передаче:

, (1.7.2)

где , – эмпирические коэффициенты, в данном расчёте принимаются

0,05, 0,07, согласно [2].

Коэффициент учёта вращающихся масс на 1-ой передаче:

Коэффициент учёта вращающихся масс на 2-ой передаче:

Коэффициент учёта вращающихся масс на 3-ей передаче:

Коэффициент учёта вращающихся масс на 4-ой передаче:

Определим ускорение на горизонтальной дороге на каждой передаче,

, (1.7.3)

где – суммарный коэффициент сопротивления дороги, в данном расчёте

принимается 0,015, согласно [2].

Для примера рассчитаем на 1-ой передаче при 500 :

=1,31

Остальные значения вычисляются аналогично, результаты расчёта заносятся в таблицу 1.7.2.

Таблица 1.7.2 – Прямые и обратные ускорения

Передача	Параметр	Частота вращения коленчатого вала двигателя

I	Vа. м/с	1,0	1,9	2,9	3,9	4,9	5,8	6,8	7,8	8,8	9,7	10,7	11,7
jа, м/с	1,31	1,39	1,45	1,50	1,51	1,51	1,49	1,44	1,38	1,29	1,18	1,05
1/jа, с/м	0,76	0,72	0,69	0,67	0,66	0,66	0,67	0,69	0,73	0,77	0,85	0,95
II	Vа. м/с	1,5	3,1	4,6	6,2	7,7	9,3	10,8	12,3	13,9	15,4	17,0	18,5
jа, м/с	1,20	1,27	1,33	1,36	1,38	1,37	1,34	1,29	1,22	1,13	1,02	0,88
1/jа, с/м	0,84	0,79	0,75	0,73	0,73	0,73	0,75	0,77	0,82	0,89	0,98	1,13
III	Vа. м/с	2,4	4,9	7,3	9,7	12,2	14,6	17,0	19,4	21,9	24,3	26,7	29,2
jа, м/с	0,88	0,93	0,97	0,99	0,98	0,96	0,92	0,86	0,78	0,68	0,56	0,42
1/jа, с/м	1,14	1,07	1,03	1,01	1,02	1,04	1,09	1,17	1,29	1,48	1,80	2,40
IV	Vа. м/с	3,9	7,8	11,7	15,6	19,4	23,3	27,2	31,1	35,0	38,9	42,8	46,7
jа, м/с	0,53	0,55	0,56	0,54	0,50	0,44	0,35	0,25	0,13
1/jа, с/м	1,89	1,80	1,80	1,86	2,01	2,29	2,82	3,99	7,96

Определим величину обратных ускорений , . Результаты расчёта заносятся в таблицу 1.7.2.

По таблице 1.7.2 строим график прямых, рисунок 1.5 и обратных ускорений, рисунок 1.6.

Определим время разгона методом графического интегрирования графика обратных ускорений. По графику величин обратных ускорений строим огибающую. Её отрезок на промежутке от 0 до 27,7 м/с (100 км/ч) делим на равные части и из центра этих отрезков проводим линии до пересечения с огибающей, проецируя их на ось обратных ускорений. Далее значения отрезков на оси и разница между концом и началом отрезков оси абсцисс заносятся в таблицу 1.7.3.

Таблица 1.7.3 – Интегрирование графика обратных ускорений

№ п/п	, мм	, мм
	9,5	27,5	261,3
	9,6	27,5	264
	11,6	27,5	319
	15,1	27,5	415,3
	20,8	27,5	572

Определим площади отдельных фигур, заключённых под огибающей,

, (1.7.4)

где – величина обратного ускорения, мм;

– разница между концом и началом отрезка на оси абсцисс, мм.

Для примера рассчитаем 1-ой фигуры:

=261,3

Остальные значения вычисляются аналогично, результаты расчёта

заносятся в таблицу 1.7.3.

Определим суммарную площадь фигуры, заключенной под огибающей,

. (1.7.5)

Определяем время разгона от 0 до скорости 27,7 м/с (100 км/ч), с

,. (1.7.6)

где – суммарная площадь фигуры, заключенной под огибающей, ;

а – масштаб скорости, ;

b – масштаб скорости, .

Определим время разгона от скорости до скорости ,м/с: , (1.7.7)

где - площадь отдельной фигуры, заключённой под огибающей, .

Определим время разгона от скорости до скорости ,м/с

Аналогично находятся до скорости 27,7м/с.

По полученным значениям t и графику обратных ускорений определяем значения ; результаты сводим в таблицу 1.7.4.

Таблица 1.7.4 – Время разгона

	0	5,5	11	16,5	22	27,5
	0	2,7	5,8	9,3	13,8	20,1

По таблице 1.7.4 строится график времени разгона, рисунок 1.7.

На графике времени разгона принимается: для оси абсцисс

масштаб , а для оси ординат масштаб

Определим путь разгона методом графического интегрирования графика времени разгона. Отрезок графика на промежутке от 0 до 27,7 м/с (100 км/ч) делим на равные части и из центра этих отрезков проводим линии до пересечения с ним, проецируя их на ось времени. Далее значения отрезков на оси и разница между концом и началом отрезков оси абсцисс заносятся в таблицу 1.7.5.