3. Динамический расчет автомобиля
Передаточные числа главной передачи определяют из условия обеспечение максимальной скорости движения автомобиля на прямой передаче:
, (3.1)
где
– частота вращения двигателя при , мин-1;
– радиус колеса, м.
Передаточное число коробки передач на первой передаче определится из выражения:
(3.2)
где
– максимальный крутящий момент двигателя, Н·м;
– радиус колеса, м;
– полная масса автомобиля, кг;
– коэффициент использования массы автомобиля для сцепления с дорожным покрытием, ;
– коэффициент сцепления движетелей с дорогой, .
По максимальному коэффициенту дорожных сопротивлений находят передаточное число первой передачи.
Формула для определения передаточного числа по максимальному сопротивлению дороги имеет вид:
(3.3)
Обычно у отечественных автомобилей общего назначения максимальное сопротивление дороги ψmax, преодолеваемое на первой передаче, лежит в пределах 0,32…0,5.
Определение передаточных чисел коробки передач производится по геометрической прогрессии.
(3.4)
Для пятиступенчатой коробки передач:
(3.5)
Динамический фактор определяется по формуле:
(3.6)
где
коэффициент учета силы инерции вращающихся масс;
ускорение автомобиля, м/с2
Отсюда
(3.7)
Коэффициент определяется по формуле:
(3.8)
где
– передаточное число трансмиссии.
Для расчета касательной силы тяги используется формула:
, Н, (3.9)
Н
Сила сопротивления воздуха определяется по выражению:
, Н, (3.10)
Н
Ускорение автомобиля вычисляется по формуле:
, м/с2, (3.11)
м/с2
– суммарная сила сопротивлению движения автомобиля (дороги, воздуха) на горизонтальном участке пути.
Сила определяется по формуле:
, Н, (3.12)
где
– коэффициент сопротивления перекатыванию автомобиля.
Н
H
Данные расчётов заносятся в таблицу 2. По данным таблицы 2 строятся динамическая характеристика и графики ускорений в функции скорости автомобиля.
Таблица 2
Результаты расчёта основных показателей автомобиля
номер передачи |
ном.точки |
V,км/ч |
n,об/мин |
Рк,Н |
Pw,Н |
Д |
Pс,Н |
j,м/с*с |
1/j |
|
1 |
12,38 |
1033 |
7066,3 |
13,09 |
0,20 |
905,79 |
1,41 |
0,71 |
|
2 |
24,75 |
2065 |
7467,7 |
52,29 |
0,21 |
944,99 |
1,50 |
0,67 |
|
3 |
37,13 |
3098 |
7179,8 |
117,70 |
0,20 |
1010,40 |
1,42 |
0,71 |
1 |
4 |
49,50 |
4130 |
6202,9 |
209,17 |
0,17 |
1101,87 |
1,17 |
0,85 |
|
5 |
61,87 |
5163 |
4537 |
326,90 |
0,12 |
1219,60 |
0,76 |
1,31 |
|
1 |
14,71 |
1033 |
5946,9 |
18,48 |
0,17 |
911,18 |
1,21 |
0,82 |
|
2 |
29,41 |
2065 |
6284,7 |
73,83 |
0,18 |
966,53 |
1,28 |
0,78 |
2 |
3 |
44,12 |
3098 |
6042,4 |
166,18 |
0,17 |
1058,88 |
1,20 |
0,83 |
|
4 |
58,81 |
4130 |
5220,3 |
295,33 |
0,14 |
1188,03 |
0,97 |
1,03 |
|
5 |
73,52 |
5163 |
3818,2 |
461,54 |
0,10 |
1354,24 |
0,59 |
1,68 |
|
1 |
17,61 |
1033 |
4967,4 |
26,48 |
0,14 |
919,18 |
1,01 |
0,99 |
|
2 |
35,20 |
2065 |
5249,6 |
105,82 |
0,15 |
998,52 |
1,06 |
0,94 |
3 |
3 |
52,81 |
3098 |
5047,2 |
238,17 |
0,14 |
1130,87 |
0,98 |
1,02 |
|
4 |
70,41 |
4130 |
4360,5 |
423,28 |
0,11 |
1315,98 |
0,76 |
1,31 |
|
5 |
88,02 |
5163 |
3189,3 |
661,51 |
0,07 |
1554,21 |
0,41 |
2,44 |
|
1 |
21,01 |
1033 |
4162,8 |
37,71 |
0,12 |
930,41 |
0,83 |
1,20 |
|
2 |
42,01 |
2065 |
4399,3 |
150,68 |
0,12 |
1043,38 |
0,86 |
1,16 |
4 |
3 |
63,02 |
3098 |
4229,7 |
339,14 |
0,11 |
1231,84 |
0,77 |
1,30 |
|
4 |
84,02 |
4130 |
3654,2 |
602,72 |
0,09 |
1495,42 |
0,56 |
1,80 |
|
5 |
105,03 |
5163 |
2672,8 |
941,93 |
0,05 |
1834,63 |
0,22 |
4,64 |
|
1 |
25,01 |
1033 |
3498,2 |
53,40 |
0,10 |
946,10 |
0,67 |
1,49 |
|
2 |
49,99 |
2065 |
3696,9 |
213,38 |
0,10 |
1106,08 |
0,68 |
1,47 |
5 |
3 |
75,00 |
3098 |
3554,4 |
480,25 |
0,09 |
1372,95 |
0,57 |
1,75 |
|
4 |
99,98 |
4130 |
3070,7 |
853,51 |
0,06 |
1746,21 |
0,35 |
2,88 |
|
5 |
124,99 |
5163 |
2246 |
1333,9 |
0,03 |
2226,56 |
0,01 |
196,12 |
Время разгона автомобиля определяется по графику ускорений разгона автомобиля .
Время разгона определяется по формуле:
(3.13)
где
сумма элементарных площадок, мм2;
масштаб скорости,(км/ч)/мм;
масштаб величин, обратных ускорениям, (с2/м)/мм.
Результаты расчётов заносятся в таблицу 3.
Таблица 3
Результаты расчётов времени и пути разгона автомобиля
Разгон |
Δt,мм*мм |
Время разгона,с |
Разгон |
ΔS,мм*мм |
Путь разгона |
от 12 до 62 |
3598 |
11,09 |
от 12 до 62 |
967 |
2,95 |
от 62 до 74 |
1435 |
4,42 |
от 62 до 74 |
1709 |
5,22 |
от 74 до 88 |
2547 |
7,85 |
от 74 до 88 |
1178 |
3,60 |
от 88 до 105 |
4328 |
13,34 |
от 88 до 105 |
744 |
2,27 |
от 105 до 125 |
2879 |
8,88 |
от 105 до 125 |
3170 |
9,69 |
По данным таблицы 3 строят график зависимости t=f(v) для определения пути разгона.
Путь разгона определяется по формуле:
(3.14)
где
сумма элементарных площадок, мм2;
масштаб времени, с/мм.
Результаты расчётов заносятся в таблицу 3. По данным таблицы 3 строится график пути разгона автомобиля s=f(v).