Построение выходных характеристик

Согласно принятым условиям по построению графиков выходных характеристик по тяговой динамике автомобиля весь предыдущий материал по определению внешней скоростной характеристике двигателя (ВСХ), передаточного числа главной передачи и передаточных чисел коробки передач позволяет выполнить построение и оформление графиков 1, 2, 3 и 4 (рис.1). Рассмотрим особенности построения требуемых по заданию первых четырёх графиков (с 1 по 4) при выполнении курсового проекта.

1. Найденные коэффициенты кубических парабол (левой и правой ветвей) полностью определяют изменение эффективной мощности и момента двигателя. Разбивая разность оборотов между максимальным и минимальным величинами мощностей для левой ветви на i участков, находим численные выражения Ne,i и Me,i в каждой точке этих участков. Рекомендуемое общее число точек составляет от 15 до 20 единиц. Итак, для единичного левого интервала имеем шаг изменения оборотов: ∆n_л = (n_N-n_мин)/(n=10…15). Для правой ветви кубической параболы число участков намного меньше, так как непосредственный диапазон изменения оборотов n_N и n_v не слишком велик ∆n_п=(n_v-n_N)/(n = 4…5). Найденные значения Ne и Me по уравнениям

Ne,i = N_N∙[ a· ], кВт (15)

и

Me,i = (Ne,i·30·1000)/ (π·ne,i), Н· м (16)

записываем в ячейки табл. 1.

Эффективная мощность и крутящий момент двигателя в функции оборотов. Таблица 1

Используя значения величин таблицы, выполняется построение первого графика в координатах Ne=f(ne); Me= f(ne).

2. По значениям эффективного момента двигателя из табл. 1 строится второй искомый график силового баланса для каждого передаточного числа трансмиссии. График 2 имеет иную систему координат (рис.1), а именно: Pд,i = f(Va,i); Pc,i= f(Va,i); P_f,i = f(Va,i) и Pw,i = f(Va,i). В общем виде сила тяги на колёсах автомобиля вычисляется согласно зависимости

Pд,i = Н, (17)

где ∑i_тр,j-общее передаточное число трансмиссии на j – передаче - ∑i_тр,j = i_к,j·ipк·i₀; ∑ŋ_тр,j – общий к.п.д. трансмиссии на j –ой передаче, ∑ŋ_тр,j = ŋ_к,j·ŋрк·ŋi₀.

Кроме движущей силы по передачам Pд,i в поле графика 2 приводятся ещё три зависимости: суммарная сила сопротивления в функции скорости массы автомобиля Pc= f(Va) и её составляющие - силы сопротивления дороги и воздушного сопротивления также в зависимости от скорости движения. Сопротивление движению оказываемое дорогой при перекатывании колёс исчисляем как:

Pfi,j = Ga·f₀·(1 + ) Н, а (18)

от воздушной среды Pwi,j = W·F·Va²/12.96 Н. (19)

Суммарное сопротивление равно: Рсi,j = Pfi,j + Pwi,j (20)

Число строк при построении силового баланса (табл.2) для каждой из передач должно равняться пяти. Рекомендуемая структура табл. 2 приведена ниже.

Составляющие силового баланса по передачам. Таблица 2

Вторая передача

В сформированных таблицах параметр Va имеет размерность км/ч, а силовые факторы при размерности силы в Н.

3. Мощностной баланс (график 3 рис. 1) автомобиля представляет семейство зависимостей, отражающих изменение эффективной мощности двигателя и мощности на колёсах по передачам в зависимости от линейной скорости движения автомобиля, т.е. N_e,j= f(Va) и N_к,j = f(Va). Кроме оговоренного семейства в поле графика 3 представляется зависимость мощности внешних сопротивлений N_c,j от аргумента скорости V_a - N_c,j= f(Va).

При формировании ячеек таблицы мощностного баланса автомобиля (табл. 3) необходимо использовать следующие равенства

Ne,j = ; Nк,j =

Мощностной баланс Таблица 3

*) Величина подводимой мощности от двигателя к колесу на прямой передаче.

Для данного блока таблицу величин линейных скоростей массы автомобиля, силовую составляющую P_k,j выбирают из предыдущего массива расчётных значений содержащихся в табличных данных по силовому балансу. В поле графика 3 вводятся данные по мощности внешних сопротивлений Nc. Так как Nc не зависит от номера передачи, то построение этой кривой следует упростить. Рекомендуется разбить интервал скорости от нулевого значения до максимального на равные участки кратные 10. Вычислить в выбранных точках скоростей силы сопротивления от качения колес по дороге, воздушного сопротивления, найти суммарное сопротивление величин мощности от этих составляющих и свести всё данные в табл.4.

Дорожная и воздушная составляющие мощности внешних сопротивлении Таблица 4.

4. Динамический фактор автомобиля D (график 4, рис.1) являющийся отношением разности сил движущей и сопротивления к весу автомобиля

Di,j = (Pдi,j – Pwi,j)/Ga (21)

строится по передачам с использованием значений Pдi_,j и Pwi,j (третья и пятая строки) из таблиц силового баланса. Из структуры приведенного уравнения видно, что величина D является безразмерным коэффициентом. В качестве аргумента графиков Di,j = f(Va) вновь выбирается линейная скорость. Рекомендуемая структура табл. 5 для динамического фактора следующая:

Величины динамического фактора в функции скорости массы

автомобиля по передачам. Таблица 5

Построение графика 4 (рис. 1) предполагает решение ряда задач по тяговой динамике, например: определение величины угла максимального подъёма дороги, преодолеваемого автомобилем, движение автомобиля без буксования ведущих осей, равномерное движение массы при назначенной величине общего сопротивления движению автотранспортного средства и т.д.