Расчет модели производится в приложении Microsoft Office EXCEL:
В поле ячеек А3-J40 вводятся исходные данные для данной модели автомобиля. В поле ячеек A43-J56 производится вычисление используемых в расчетах по следующим формулам: в ячейке H43 рассчитывается сила сопротивления качению Ff= m*g*f, в ячейке H44 рассчитывается сила тяжести автомобиля Ga=mg, в ячейке H45 - крутящий момент при максимальной мощности Mp= 95560*Nemax/np. Радиус колеса определяется в ячейке O6 по формуле rо=(0,5*d+ H)/1000. Коэффициенты: Кm=Memax/Mp, Kw=np/nm, a=(1+Kw*Km*(Kw-2))/ (Kw-1)2, b=2*Kw*(Km-1)/(Kw-1)2, c=(Kw2*(1-Km)/(Kw-1)2 расчитываем в ячейках О12-О18.
Проводим расчёт для первой передачи. В столбец A начиная с ячейки A65 вводим значения времени с интервалом 0,2 и растягиваем до нужного значения времени. В столбце G вводим значение n=nm, а начиная с ячейки G65 n вычисляем по формуле n=30*V*U1*U0/(p*r0). В столбце H, начиная с ячейки H65 записываем формулу вычисления крутящего момента Ме=Мp*(a+b*(n/np)+c(n/np)2), растягивая данную зависимость на определенное число ячеек получаем нужные значения Ме. В столбце I начиная с ячейки I65 рассчитываем Fko=0,9*Me*U1*U0*nt/r0. Растягиваем данные значения до необходимых для дальнейшего вычисления. В столбце F, начиная с ячейки F65 рассчитываем значения силы лобового сопротивления Fв=Cx*Ab*Ba*Ha*V2. Растягивая на необходимое число ячеек данную зависимость получаем необходимые значения силы Fв. В столбце J начиная с ячейки J25 рассчитываем значение динамического фактора по формуле D= (Fko-FB)/Ga. Аналогично растягивая и данную зависимость получаем необходимые значения D. В столбце E, начиная с ячейки E65 рассчитываем значения ускорения j=(g/d)*(D-f). Также данную зависимость растягиваем до необходимого значения. В столбце В в ячейке B65 задаемся начальной скоростью V=0, а начиная с ячейки B66 вычисляем значение скорости по следующей формуле V=a*(tn-tn-1)+ Vn-1. Растягиваем данные значения до необходимых. Так как в данном столбце происходит вычисление скорости в м/с, то в соседнем столбце C производится перевод данной скорости в км/ч по формуле V(км/ч)=V(м/с)*3.6. В столбце D производим вычисление перемещения, предварительно задавшись в ячейке D65 значением начального перемещения S0=0. Начиная с ячейки D66 перемещение вычисляется по формуле:
Sn=Sn-1+ Vn*(tn-tn-1)+an*((tn-tn-1)2)/2.
Аналогично делаем для следующих 3-х передач и для выбега.
Для построения графиков выделяется два необходимых столбца и с помощью встроенного Мастера диаграмм строятся графики требуемых зависимостей.
Алгоритм моделирования скоростной характеристики «Разгон-выбег автомобиля
Таблица № 4. Идентификаторы программы.
Наименование | Обозначение | |
В описании | В программе | |
Полная масса автомобиля | m | |
Габаритная ширина | Ba | |
Габаритная высота | Ha | |
Передаточное число главной передачи | U0 | |
Передаточное число коробки передач | U | |
Максимальный крутящий момент | Memax | |
при частоте вращения | nm | |
Максимальная мощность | Nemax | |
при частоте вращения | np | |
Посадочный диаметр шины | d | |
Ширина шины | B | |
Высота профиля шины | H | |
Радиус колеса | r0 | |
Коэффициент сопротивления качению | f | |
Частота вращения на холостом ходу | nn | |
Коэффициент обтекаемости | Cx | |
Коэффициент заполнения площади | Ab | |
КПД трансмиссии | nt | |
Ускорение свободного падения | g | |
Коэффициент приспосабливаемости по крутящему моменту | Km | |
Коэффициент приспосабл по мощности | Kw | |
Продолжение Таблицы №4: | ||
Скорость автомобиля | V | |
Сила тяжести автомобиля | Ga | |
Коэффициент учёта вращающихся масс | d | |
Частота вращения коленвала | n | |
Крутящий момент двигателя | Me | |
Мощность двигателя` | Ne | |
Сила инерции | ||
Сила тяги на колёсах | Fko | |
Сила лобового сопротивления | Fв | |
Динамический фактор | D | |
Пройденный путь | S | |
Ускорение автомобиля | j | |
Крутящий момент при максимальной мощности | Mp |