Построение динамической характеристики

Для построения динамической характеристики ПА пользуются уравнением так называемого динамического фактора:

D = (F _К - F _В) / G _А, (27)

 

где D - динамический фактор, предложенный академиком Е.А. Чудаковым для сравнительной оценки динамических свойств автомобилей с различными техническими характеристиками;

F_В - сила сопротивления воздуха, определяемая через фактор обтекаемости (формула 11)и скорость движения ПА, Н:

F _В = К_В^. (J _А) ². (28)

 

F_В = 3,096^. (0,8) ² = 1,98 Н. D₁ = (30199,9 - 1,98) / 116776,8 = 0,26.

 

Таблица 5 - Динамического фактор АЦ

Передача	Параметр	Частота вращения коленчатого вала двигателя, об.мин-1
		600	1200	1800	2400	3000	3600
1	2	3	4	5	6	7	8
1	FК1, Н	30199,9	45296,2	46620,2	40732,6	27337,5	7152,4
	JА, м.с-1	0,8	1,6	2,3	3,1	3,9	4,6
	FВ, Н	1,98	7,93	16,38	29,75	47,09	65,51
	D1	0,26	0,39	0,40	0,35	0,23	0,06
3	FК3, Н	18311,3	27464,7	28267,5	24697,6	16575,7	4336,8
	JА, м.с-1	1,3	2,5	3,8	5,1	6,3	7,6
	FВ, Н	5,23	19,35	47,71	80,53	122,88	178,82
	D3	0,16	0,23	0,24	0,21	0,14	0,03
5	FК5, Н	11137,1	16704,3	17192,5	15021,3	10081,5	2637,7
	JА, м.с-1	2,08	4,2	6,3	8,3	10,4	12,5
	FВ, Н	13,39	54,61	122,88	213,28	334,86	483,75
	D5	0,09	0,14	0,15	0,13	0,08	0,018
7	FК7, Н	6695,9	10043,0	10336,6	9031,2	6061,2	1585,8
	JА, м.с-1	3,5	7,0	10,5	14,0	17,5	21,0
	FВ, Н	37,93	151,70	341,33	606,82	948,15	1365,34
	D7	0,057	0,085	0,086	0,072	0,044	0,0019
Продолжение таблицы 5.
1	2	3	4	5	6	7	8
9	FК9, Н	4099,5	6148,8	6328,5	5529,3	3710,9	970,9
	JА, м.с-1	5,64	11,3	16,9	22,5	28,2	33,8
	FВ, Н	98,48	395,33	844,25	1567,35	2462,06	3536,99
	D9	0,034	0,049	0,047	0,034	0,0106	-0,022

 

Ускорение ПА - j_Ана горизонтальной дороге определяется как:

 

j _А = (D_i - y)^. g / d, (29)

 

где y - суммарный коэффициент сопротивления дороги, принимаемый для расчетов равным 0,02;

g - ускорение свободного падения, м^.с^-2;

d - коэффициент учета вращающихся масс, определяется как:

 

d = 0,05 + 1 + 0,07^. (i _КП)², (30)

 

где i _КП - передаточное число коробки передач, выбирается в соответствии с рассчитываемой передачей.

d = 0,05 + 1 + 0,07^. (4,42)² = 2,41.

j_А = (0,26 - 0,02)^. 9,8 / 2,41 = 0,98 м^.с^-2.

 

Таблица 6 - Значения ускорений АЦ на различных передачах

Передача	Параметр	Частота вращения коленчатого вала Двигателя, об.мин-1
		600	1200	1800	2400	3000	3600
1	JА1, м.с-2	0,98	1,5	1,55	1,34	0,85	0,16
	JА, м.с-1	0,8	1,6	2,3	3,1	3,9	4,6
3	JА3, м.с-2	0,89	1,33	1,39	1,2	0,76	0,06
	JА, м.с-1	1,3	2,5	3,8	5,1	6,3	7,6
5	JА5, м.с-2	0,56	0,96	1,04	0,88	0,48	-0,02
	JА, м.с-1	2,08	4,2	6,3	8,3	10,4	12,5
7	JА7, м.с-2	0,32	0,57	0,58	0,46	0,21	-0,16
	JА, м.с-1	3,5	7,0	10,5	14,0	17,5	21,0
9	JА9, м.с-2	0,13	0,26	0,25	0,13	-0,09	-0,38
	JА, м.с-1	5,64	11,3	16,9	22,5	28,2	33,8

 

Построение графиков времени и пути разгона

Графики времени t= f (J_А)и пути разгона s = f (J_А) строятся на основании графика ускорений ПА графоаналитическим методом. На кривой ускорений рисунок 5, выделяются участки, на которых скорость движения ПА соответствует его разгону на 1-й, 2-й и последующих передачах. Затем каждый из этих участков разбивается на четыре или более одинаковых интервалов скоростей, в пределах которых ускорение принимается постоянным. Значение интервала скоростей на 1-й передаче рекомендуется выбирать в пределах 0,5…1, на промежуточных - 1…3, на высшей - 3…4 м^.с^-1. Границы интервалов и участков скоростей последовательно обозначают J₁; J₂; J₃; J₄и т.д., а соответствующие им значения ускорений - j₁; j₂; j₃; j₄и т.д.

Время разгона ПА (с) определяется для каждого выбранного интервала скоростей:

 

t ₁ = 2 (J₁ - J₀) / (j₁ + j₀);

t ₂ = 2 (J₂ - J₁) / (j ₁+ j ₂);

t ₃ = 2 (J₃ - J₂) / (j ₂+ j ₃) и т.д. (31)

t ₁ = 2 (4 - 3,5) / (0,38 + 0,32) = 1,43 с.

 

Затем для каждого интервала скоростей определяется путь разгона ПА (м):

 

s₁ = (0 + J₁). t ₁ / 2;

s₂ = (J₁ + J₂). t ₂ / 2;

s₃ = (J₂ + J₃). t ₃ / 2 и т.д. (32)

 

s₁ = (0 + 4). 1,43 / 2 = 2,86 м.

Суммарное время и суммарный путь разгона ПА определяется суммированием соответствующих значений на отдельных интервалах:

 

t = å t _i = t ₁ + t ₂ + … + t _n, с; (33)

 

t = å t_i = 10,91 с.

s = å s_i = s₁ + s₂ + … + s_n, м. (34)

 

s = å s_i = 62,99 м.

 

Таблица 7 - Значения времени и пути разгона АЦ

Величина	Интервал скоростей
	1	2	3	4	5	6
Скорость в конце интервала - J, м.с-1	4,0	4,3	5,0	5,9	7,6	9,2
Ускорение в конце интервала-ji, м.с-2	0,38	0,43	0,49	0,54	0,58	0,6
Время разгона в интервале - ti, с	1,43	1,23	1,09	1,94	2,68	2,54
Суммарное время разгона -t = å ti, с	10,91
Путь разгона в интервале - si, м	2,86	5,23	5,18	10,67	18,09	20,96
Суммарный путь разгона - s = å si, м	62,99

 

Построение графика мощностного баланса

 

Для оценки эксплуатационных свойств ПА на практике удобно пользоваться графиком мощностного баланса. По значениям силы тяги на ведущих колесах, сведенным в таблице 5, для каждой передачи строятся кривые тяговой мощности в функции скорости движения N_Кi = f (J_А).При этом тяговая мощность на ведущих колесах - N_Кi (кВт) определяется по следующей формуле:

 

N _{К i} = F _{К i} ^. J _А / 1000. (35)

Мощность - N_В (кВт), затрачиваемая на преодоление сопротивления воздуха, определяется как:

 

N _В = F _В ^. J _А / 1000. (36)

 

Мощность - N_Д (кВт), затрачиваемая на преодоление суммарного сопротивления дороги, определяется как:

 

N _Д = G _А ^. y ^. J _А / 1000, (37)

 

где y - коэффициент сопротивления движению, принимается y = 0,02.

 

Таблица 8 - Параметры мощностного баланса пожарного автомобиля

Параметр	Частота вращения коленчатого вала двигателя, об.мин-1
	600	1200	1800	2400	3000	3600
JА, м.с-1	0,8	2,5	6,3	14,0	28,2	33,8
NВ, кВт	0,0016	0,048	0,774	8,495	69,43	119,55
NД, кВт	1,868	5,84	14,7	32,7	65,86	78,94
NК1, кВт	24,2	72,5	107,2	126,3	106,6	32,9
NК3, кВт	23,8	68,7	107,4	126,0	104,4	32,9
NК5, кВт	23,2	70,2	108,3	124,7	104,8	32,9
NК7, кВт	23,4	70,3	108,5	126,4	106,1	33,3
NК9, кВт	23,1	69,5	106,9	124,4	104,6	32,8

 

Определение технико-эксплуатационных свойств пожарной насосной станции