Сопротивления воздуха.

График мощностного баланса на всех передачах включает в себя также кривые Nψ = f(v) и Nψ_+W = f(v). Мощность, необходимая для преодоления суммарного дорожного сопротивления рассчитывается по формуле:

, [кВт] (26)

Набор расчетных скоростей u_X целесообразно выбрать соответствующим скоростям автомобиля на высшей передаче для 6-ти расчетных частот, определенных ранее, и дополнить частотами n_X3, n_X4 и т.д. на любых других передачах коробки в количестве достаточном для плавного перехода соответствующих кривых Nψ = f(n) и Nψ_+W = f(n) в начало координат.

Мощность, необходимая для преодоления сопротивления воздуха, рассчитывается по формуле:

, [кВт] (27)

где

­ Yv - коэффициент суммарного дорожного сопротивления, который рассчитывается по формулe (2);

­ k_BF – фактор обтекаемости, рассчитанный выше.

Результаты расчетов Ψv, Nψ и N_W по формулам (2), (26) и (27) заносятся в таблицу №3.

2.ж) Суммарная мощность сопротивления движению определяется для различных скоростей непосредственно в таблице №3 по формуле:

Nψ_+W = Nψ + N_W (28)

2.з) Мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления разгону определяется по формуле:

, кВт (29)

где

­ ;

­ d_1В » d_2В = 0,03¼0,06

В данном расчете принимаем d_1В » d_2В = 0,03, тогда:

(30)

где

­ d_ВР – коэффициент учета вращающихся масс;

­ i – порядковый номер передачи;

­ j – ускорение поступательного движения, м/с²;

- V - скорость поступательного движение, м/с.

Табл. .№1.2

Расчетные частоты к/вала n, [мин-1]	Крутящий момент на к/валу Мк, [H м]	Передача коробки
I-ая	II-ая	III-я	IV-ая	V-ая
NIкол [кВт]	V1 [м/с]	N2кол [кВт]	V2 [м/с]	N3кол [кВт]	V3 [м/с]	N4кол [кВт]	V4 [м/с]	N5кол [кВт]	V5 [м/с]
nmin =750
nx1 =1775
nМ =2800
nx2 =4200
nN =5600
nmax =6160

 

Табл. №1.3

Расчетные хар-ки	Расчетные скорости проектируемого автомобиля, (м/с)
V5nmin = 52.776	V5nN = 47.979	V5nx2 = 35.984	V5nM = 23.989	V5nx1 = 15.207	V5nmin = 6.426	V4nmin = 4.802	V3nmin = 3.586	V2nmin = 2.677	V1nmin =
Ψvi,x
NΨ [кВт]
Nw [кВт]
NΨ +Nw [кВт]

 

По данным таблиц №2 и №3 строится график мощностного баланса легкового автомобиля на всех передачах и во всем диапазоне скоростей от V = 0 до V = V_max (рис 1.3).

 

1.2.3. Тяговый баланс автомобиля.

При анализе процесса движения автомобиля, действующие силы делят на : 1) движущие, 2) силы сопротивления. Направление 1-ых совпадает с направлением вектора скорости центра масс, а направление 2-ых противоположно упомянутому вектору. При таком делении допускаются некоторые условности, так как в различных случаях движения одни и те же силы могут быть направлены либо по движению, либо против движения. Условно к движущим силам относят полную тяговую силу, а все остальные силы, действующие на автомобиль считают силами сопротивления. Если какие-либо из сил сопротивления окажутся направленными по движению, то их считают отрицательными силами сопротивления. Например, силы сопротивления подъему – положительны, а при уклоне они – отрицательны.

Уравнение силового (тягового) баланса автомобиля имеет вид:

(31)

или Рт – Р_W = Pψ + Pj = P_СВ (32)

где

­ Р_СВ – свободная сила тяги, Н;

­ Р_f – сила сопротивления качению;

­ Р_i – сила сопротивления подъему (при тяговом расчете легковых автомобилей можно принять Р_i = 0, то есть принять продольный уклон i = 0);

­ Рψ = Р_f ± P_i – суммарная сила дорожного сопротивления;

­ Р_W – сила сопротивления воздуха;

­ Рj – сила сопротивления разгону (приведенная сила инерции поступательно движущихся масс).

Тяговая характеристика автомобиля – представляет собой зависимость свободной силы тяги от скорости, то есть функцию вида Р_СВ = f(v), которая практически однозначно определяется конструктивными параметрами автомобиля, так как Р_Т = f(v) определяется внешней характеристикой двигателя, передаточными числами трансмиссии, ее к.п.д. и динамическим радиусом колеса, а Р_W = f(v) определяется фактором обтекаемости (k_ВF).

Полная сила тяги на i-ой передаче x-вой частоте может быть определена из формулы (17) для мощности на ведущих колесах.

, [Н] (33)

Суммарная сила дорожного сопротивления определяется по формуле

Pψ_v = Ga Ψv, [Н] (34)

где

- Yv - коэффициент суммарного дорожного сопротивления, зависящий от скорости и определяемый по формуле (2).

Начальное (при V = 0) значение суммарной силы дорожного сопротивления определяется по очевидной формуле:

Рψ₀ = Рψ_{υ = 0} = Ga f₀ [H],

где f₀ = 0.007…0.015 – коэффициент сопротивления качению при малой скорости
(начальное значение коэффициента сопротивления качению).

 

Сила сопротивления воздуха может быть определена по формуле

Рw_i,x = K_B F V_i,x², [H] (35)

Свободная сила тяги на i-ой передаче х-вой частоте определяется из равенства

Pсв_i,x = Pт_i,x – Pw_i,x, [Н] (36)

Результаты расчетов, выполненные по формулам (33), (34), (35) и (36) заносятся в таблицу № 4 и по их значениям строится график тягового баланса Pсв = f(v), представленный на рисунке 1.4. На каждой передаче участки сплошных кривых Рсв = f(v) отделяются вертикальными линиями от пунктирных участков, каждый раз при n = n_N, то есть когда происходит переключение передач.

На сплошных участках происходит использование свободной силы тяги Рсв по двум статьям: на преодоление силы Рψ суммарного дорожного сопротивления и на преодоление силы Pj сопротивления разгону (преодоление инерции). В точке пересечения кривых Рсв = f(v) и Рψ = f(v) имеем Рсв = Рψ и V = Vmax, то есть дальнейший разгон автомобиля невозможен.

Таблица №1.4

Характеристики тягового баланса, динамический фактор, ускорения.	Расчетные частоты, мин-1
nmax = 6160	nN = 5600	nx2 = 4200	nM = 2800	nx1 = 1775	nmin = 750
Первая передача.
V1, x (м/с)
Pт1, х (Н)
Pw1, x (H)
Ψv1,x
PΨ1, x (H)
Pсв1, х (Н)
D1,x
j1, x (м/с2)
Вторая передача
V2, x (м/с)
Pт2, х (Н)
Pw2, x (H)
Ψv2,x
PΨ2, x (H)
Pсв2, х (Н)
D2,x
j2, x (м/с2)
Третья передача
V3, x (м/с)
Pт3, х (Н)
Pw3, x (H)
Ψv3,x
PΨ3, x (H)
Pсв3, х (Н)
D3,x
j3, x (м/с2)
Четвертая передача
V4, x (м/с)
Pт4, х (Н)
Pw4, x (H)
Ψv4,x
PΨ4, x (H)
Pсв4, х (Н)
D4,x
j4, x (м/с2)
Пятая передача
V5, x (м/с)
Pт5, х (Н)
Pw5, x (H)
Ψv5,x
PΨ5, x (H)
Pсв5, х (Н)
D5,x
j5, x (м/с2)