Построение графика силового баланса

 

Силовой баланс показывает распределение полной окружной силы на ведущих колёсах по отдельным видам сопротивлений:

 Н,

где P_w – сила сопротивления воздуха, Н; P_y – сила суммарного дорожного сопротивления, Н; P_j – сила сопротивления инерции, Н.

Полная окружная сила на всех передачах определяется по формуле:

 Н,

где М_е – крутящий момент, определённый по табл. 1.2, Н´м; r_к=0,471 м – статический радиус колеса; h_т=0,89 – кпд трансмиссии.

Расчёт полной окружной силы для движения на первой передаче: i_к1=7,44 при w_е=62,8 рад/с.

Н.

Силу суммарного дорожного сопротивления определяют по формуле:

 Н,

где R_a=103250 Н – полный вес автомобиля; - коэффициент сопротивления качению; i=0 – коэффициент сопротивления подъему (горизонтальный участок дороги).

Расчёт силы суммарного дорожного сопротивления при v =12 км/ч:

Н.

Силу сопротивления воздуха находят по формуле:

 Н,

где к=0,68 – коэффициент обтекаемости; v – скорость автомобиля, м/с; F=4,32 м² – площадь поперечного сечения.

Расчёт силы сопротивления воздуха при v =12 км/ч:

Н.

Рассчитанные значения сил Р_к, Р_W, Р_y заносим в табл. 1.5.

Максимально возможная скорость автомобиля определяется точкой пересечения графика Р_к для 5-ой передачи с кривой суммарного сопротивления.

Таблица 1.5.

Результаты расчета силового баланса

i	Параметр	Ед. изм	1	2	3	4	5	6	7	8
	w	рад/с	68	106	144	182	220	258	296	335
7,4	v 1	км/ч	2	4	5	7	8	9	11	12
	Pк1	Н	29781,6	32800,4	34794,7	35764,4	35709,5	34630,1	32526,2	29301,5
4,1	v 2	км/ч	4	7	9	12	14	17	19	22
	Pк2	Н	16411,9	18075,5	19174,5	19708,9	19678,6	19083,8	17924,4	16147,3
2,3	v 3	км/ч	8	12	17	21	26	30	35	39
	Pк3	Н	9166,7	10095,8	10709,7	11008,1	10991,2	10659,0	10011,4	9018,9
1,5	v 4	км/ч	12	19	26	33	40	47	54	61
	Pк4	Н	5884,3	6480,7	6874,8	7066,4	7055,5	6842,2	6426,5	5789,4

Продолжение таблицы 1.5.

1	v5	км/ч	18	28	39	49	59	69	79	90
	Pк5	Н	4002,9	4408,7	4676,7	4807,0	4799,7	4654,6	4371,8	3938,4

 

v	км/ч	2,0	14,6	27,1	39,7	52,3	64,9	77,4	90,0
Pw	Н	0,7	35,4	122,8	262,9	455,6	701,1	999,2	1350,0
Py	Н	2065,3	2078,5	2112,0	2165,5	2239,2	2333,1	2447,1	2581,2
PS	Н	2065,9	2113,9	2234,7	2428,4	2694,9	3034,2	3446,3	3931,2

По данным таблицы 1.5 строим график силового баланса (рис. 1.4).

 

Построение динамической характеристики

 

Динамическая характеристика представляет собой зависимость динамического фактора D от скорости автомобиля:

.

Динамический фактор определяется по формуле:

,

где Р_к – полная окружная сила, Н; Р_W – сила сопротивления воздуха, Н;  – свободная сила тяги, Н; R_a=103250 Н – суммарная нормальная опорная реакция всех колёс автомобиля.

Расчёт значения динамического фактора ведём для w_е=62,8 рад/с, v _1min=2 км/ч. Определяем по лучевой диаграмме скорость автомобиля, затем по графику силового баланса находим значение Р_св=28397,2 Н, тогда .

При равномерном движении D=y, в этом случае динамический фактор определяет дорожное сопротивление, которое может преодолеть транспортное средство на соответствующей передаче при определённой скорости: , где i – коэффициент, сопротивления подъёму (в расчётах принимаем i=0);  – коэффициент сопротивления качению.

Расчёт коэффициента сопротивления качения f при v =12 км/ч:

.

Расчетные значения f заносим в таблицу 1.6.

Таблица 1.6.

Результаты расчета динамического фактора

iк	Параметр	Ед. изм	1	2	3	4	5	6	7	8
	w	рад/с	68	106	144	182	220	258	296	335
7,44	v 1	км/ч	2	4	5	7	8	9	11	12
	D1	-	0,288	0,318	0,337	0,346	0,346	0,335	0,315	0,284
4,1	v 2	км/ч	4	7	9	12	14	17	19	22
	D2	-	0,159	0,175	0,186	0,191	0,191	0,185	0,174	0,156
2,29	v 3	км/ч	8	12	17	21	26	30	35	39
	D3	-	0,089	0,098	0,103	0,106	0,105	0,102	0,095	0,085
1,47	v 4	км/ч	12	19	26	33	40	47	54	61
	D4	-	0,057	0,062	0,065	0,067	0,066	0,063	0,058	0,050
1	v 5	км/ч	18	28	39	49	59	69	79	90
	D5	-	0,038	0,041	0,043	0,043	0,041	0,037	0,032	0,025

Таблица 1.7.

Результаты расчета коэффициента сопротивления качения

v, км/ч	2	12	24	36	48	60	72	84	90
f	0,02	0,0201	0,0204	0,0208	0,0214	0,0222	0,0232	0,0244	0,025

 

По данным табл. 1.7 строим график f=f(v) (рис. 1.5), где пересечение кривой f=f(v) с кривой D=f(v) даст максимальную скорость автомобиля.