При движении автомобиля тяговая мощность, подводимая к ведущим колесам, затрачивается на преодоление сопротивления движению. По аналогии с уравнением силового баланса можно записать уравнение мощностного баланса автомобиля:
Nт=Nк + Nп + Nв + Nи , (3.24)
или
Nт=Nд + Nв + Nи
которое выражает соотношение между тяговой мощностью на ведущих колесах и мощностями, теряемыми на преодоление сопротивления движению. Уравнение позволяет определить режим движения автомобиля в любой момент.
С помощью уравнения (3.24) строят график мощностного баланса автомобиля, включающий в себя зависимости от скорости движения эффективной и тяговой мощностей, а также мощностей, затрачиваемых на преодоление сопротивления движению.
Рис. 3.28. График мощностного баланса автомобиля:
Nт′ — тяговая мощность на III передаче при уменьшенной подаче топлива; v1 — значение скорости автомобиля; 1 — III — передачи
При построении графика мощностного баланса (рис. 3.28) сначала наносят кривые эффективной Ne и тяговой Nт мощностей в зависимости от скорости движения автомобиля на различных передачах. Далее строят кривую мощности, теряемой на преодоление сопротивления дороги Nд. Потом от кривой мощности Nд откладывают вверх значения мощности Nв, затрачиваемой на преодоление сопротивления воздуха при разных значениях скорости движения.
Кривая суммарной мощности Nд + Nв определяет тяговую мощность, необходимую для равномерного движения автомобиля. При любой скорости движения вертикальный отрезок N3, заключенный между кривыми Nт и Nд+ Nв, характеризует запас мощности. При данной скорости запас мощности может быть израсходован на разгон автомобиля, преодоление дополнительного дорожного сопротивления (например, подъема) или увеличение грузоподъемности путем буксировки прицепа. При одной и той же скорости движения запас мощности на низших передачах больше, чем на высших. Следовательно, при увеличении передаточного числа трансмиссии запас мощности возрастает. Поэтому повышенные дорожные сопротивления преодолевают на низших передачах.
Отрезок, заключенный между кривыми Ne и Nт, характеризует механические и гидравлические потери мощности в трансмиссии на трение, которые учитываются коэффициентом полезного действия трансмиссии.
С помощью графика мощностного баланса можно оценить тя-гово-скоростные свойства автомобиля, решая различные задачи. Рассмотрим некоторые из этих задач.
Определение максимальной скорости движения автомобиля. Максимальная скорость движения vmax определяется точкой пересечения кривой тяговой мощности Nт и суммарной кривой мощностей Nд + Nв. В этой точке запас мощности равен нулю и, следовательно, ускорение также равно нулю. Скорость максимальна, так как ее дальнейшее увеличение невозможно.
Определение максимальной мощности, необходимой для преодоления сопротивления дороги. Максимальная мощность, которую расходует автомобиль на преодоление сопротивления дороги, двигаясь равномерно, при любой скорости представляет собой разность ординат тяговой мощности и мощности сопротивления воздуха:
Nд max = Nт – Nв = Nд + Nз .
Определение максимального подъема, преодолеваемого автомобилем. Для нахождения максимального подъема, который может преодолеть автомобиль при заданной постоянной скорости движения на любой передаче, строят суммарную кривую мощностей, затрачиваемых на преодоление сопротивлений качению и воз-духа (Nк + Nв), и определяют мощность, расходуемую на преодоление сопротивления подъему:
Nп = Nт – (Nк + Nв ).
Зная мощность, необходимую для преодоления сопротивления Подъему, можно найти максимальный угол αmах этого подъема.
Определение ускорения автомобиля. Для оценки ускорения, которое может развить автомобиль при выбранной скорости на до-
Nи = Nт – (Nд + Nв) = Nз.
Рис. 3.29. График мощностного
баланса автомобиля на высшей
передаче
Приведенный на рис. 3.28 график мощностного баланса является типичным для легковых автомобилей и автобусов, выполненных на шасси легковых автомобилей, на которых установлены бензиновые двигатели без ограничителей угловой скорости (частоты вращения) коленчатого вала.
На рис. 3.29 представлен график мощностного баланса (на высшей передаче), характерный для грузовых автомобилей и автобусов, на которых применяются бензиновые двигатели с ограничителем угловой скорости коленчатого вала или дизели. Этот график соответствует случаю движения автомобиля по ровной горизонтальной дороге с асфальтобетонным покрытием и постоянным значением коэффициента сопротивления.
Из рис. 3.29 видно, что по достижении максимальной скорости движения vmax грузовой автомобиль имеет некоторый запас мощности, равный N3, благодаря которому он способен преодолевать дополнительное сопротивление дороги (подъем), а также буксировать прицеп. Тем не менее развивать ускорение и увеличивать скорость движения автомобиль не может, так как этому препятствует ограничитель угловой скорости коленчатого вала двигателя.
studfiles.net
Уравнения баланса мощности могут быть выражены через мощность двигателяNe:
или через мощность на колесахNk:
где Nr - мощность, теряемая в трансмиссии; N ,Nw - мощность, расходуемая на преодоление соответственно суммарных дорожных сопротивлений и сопротивления воздуха; Nj - мощность, используемая для разгона.
Вначале вычисляют мощность на ведущих колесах Nk. Эту величину определяют через мощность Ne, развиваемую на коленчатом валу двигателя, с учетом потерь в трансмиссии
Значения мощностейN и Nw рассчитывают с использованием величин P и Pw , взятых из табл.2 для высшей передачи с целью обеспечения всего диапазона скоростей движения автомобиля:
Полученные значения величин N и Nw суммируют.
Из табл.2 берут также значения скоростей движения автомобиля на всех передачах, соответствующие принятым ранее величинам частоты вращения коленчатого вали двигателя. Данные расчетов сводят в табл.6 и по ним строят график мощностного баланса автомобиля.
Мощности Nr и Nj определяются на графике как разности Nr=Ne-Nk, Nj=Nk-(N+Nw).
Таблица 6
Результаты расчета составляющих баланса мощности
| Параметр |
|
| Значение параметра |
|
|
| ||
| n,об/мин | 800 | 1600 | 2400 | 3200 | 4000 | 4800 | 5600 | 6400 |
| Ne,кВт | 8,437 | 18,094 | 28,067 | 37,414 | 45,241 | 50,606 | 52,6 | 50,301 |
| Nк,кВт | 7,6777 | 16,466 | 25,541 | 34,047 | 41,17 | 46,052 | 47,866 | 45,774 |
| V,км/ч Uк1=3,636 | 6,0081 | 12,016 | 18,024 | 24,033 | 30,041 | 36,049 | 42,057 | 48,065 |
| Uк2=1,95 | 11,203 | 22,406 | 33,609 | 44,812 | 56,014 | 67,217 | 78,420 | 89,623 |
| Uк3=1,357 | 16,098 | 32,197 | 48,295 | 64,394 | 80,492 | 96,591 | 112,69 | 128,79 |
| Uк4=0,941 | 23,215 | 46,431 | 69,646 | 92,861 | 116,08 | 139,29 | 162,51 | - |
| Uk5=0,784 | 27,864 | 55,729 | 83,593 | 111,46 | 139,32 | 167,19 | - | - |
| Nψ,кВт | 1,9764 | 3,953 | 5,9294 | 7,9058 | 9,8824 | 11,859 | - | - |
| Nw,кВт | 0,2091 | 1,6734 | 5,6476 | 13,387 | 26,147 | 45,181 | - | - |
| Nψ+Nw,кВт | 2,1856 | 5,6264 | 11,577 | 21,293 | 36,029 | 57,04 | - | - |
Из внешней скоростной характеристики двигателя определяют значения максимального крутящего момента Memax , частоту вращения коленчатого вала при максимальном крутящем моменте nM и момент при максимальной мощности MN. Полученные значения Memax и nM сравниваются с реальными данными. По значениям Memax и MN можно вычислить коэффициент приспособляемости двигателя
Для ВАЗ - 2110 значение Memax= 89,872Н*м а MN=90,3Н*м. Тогда Kпр=0,995
По графику силового баланса определяют максимально возможную скорость движения автомобиля для заданных дорожных условий. Ее можно определить также по динамической характеристике, графику ускорений и мощностному балансу автомобиля. При правильном построении указанных зависимостей максимальные значения скорости будут для всех графиков одинаковы. По динамической характеристике автомобиля для каждой передачи определяют максимальное дорожное сопротивление max i, которое может преодолеть автомобиль, критическую скорость vкр i и максимальный преодолеваемый продольный уклон дороги imax i.
Максимальный преодолеваемый продольный уклон дороги:
Для большей наглядности полученное значение уклона представляют в процентах.
Для автомобиля ВАЗ - 2110 перечисленные параметры составляют:
vmax = 156 км/ч
max1 = Dmax1 =0,3782 vкр1 =20 км/ч
max2 =Dmax2 =0,205 vкр2 = 39 км/ч
max3 =Dmax3 =0,143 vкр3 = 56 км/ч
max4 =Dmax4 =0,089 vкр4 = 46,4 км/ч
max5 =Dmax5 =0,073 vкр5 = 44 км/ч
imax1=0,3782 – 0,10 = 0,2782 = 27,8%;
imax2=0,205 – 0,10 = 0,105 = 12,8%;
imax3 = 0,143 – 0,10 = 0,043 =4,3%
imax4=0,089 – 0,10 =- 0,011 =- 0,1%
imax5 = 0,073 – 0,10 = -0,027 =-2,7%
По графику ускорений определяется максимальное ускорение jmax для каждой передачи и оптимальные скорости перехода vпер с одной передачи на другую на данной дороге.
С помощью графиков времени и пути разгона для принятого дорожного сопротивления определяют соответственно время и путь разгона автомобиля до скорости 100 км/ч.
Для автомобиля ВАЗ - 2110 :
Jmax1 =2,77м/с2 ;Vпер 1-2= 48 км/ч ;
Jmax2 =1,53 м/с2 ; Vпер 2-3= 87 км/ч ;
Jmax3 = 1,08м/с2 ;Vпер 3-4= 112км/ч ;
Jmax4 = 0,64м/с2 ; t100 = 18,3 с ;
Jmax5 = 0,49м/с2 ; S100 = 315 м.
Расчет топливной экономичности
Расчет топливной экономичности будем выполнять для движения автомобиля на третьей и четвертой передачах для груженого автомобиля.
В расчете будем использовать скорости движения автомобиля, найденные
выше на указанных передачах, постоянную силу Pi сопротивления подъему, силу сопротивления качению Pfи силу сопротивления воздуха PW.
Для начала вычислим мощность NП в кВт, требуемую для движения автомобиля с постоянной скоростью:
NП = (Pi + Pf + PW)*V/тр/1000,
где тр – коэффициент полезного действия трансмиссии.
На III передаче:
NП = (213,89 + 214,2+ 6,31)*3,4/ 0,88/ 1000 = 1,68
NП = (213,89 + 218,2+ 77,32)*11,9/ 0,88/ 1000 = 6,89
NП = (213,89 + 231,8+ 317,12)*24,1/ 0,88/ 1000 = 20,89
NП = (213,89 + 243,3+ 521,33)*30,9/ 0,88/ 1000 = 34,36
На IV передаче:
NП = (213,89+ 214,7+ 14,2)*5,1/ 0,88/ 1000 = 2,57
NП = (213,89+ 223,5+ 171,06)*17,7/ 0,88/ 1000 = 12,24
NП = (213,89+ 235,7+ 386,33)*26,6/ 0,88/ 1000 = 25,27
NП = (213,89+ 253,6+ 703,7)*35,9/ 0,88/ 1000 = 47,78
NП = (213,89+ 279 + 1155,34)*46/ 0,88/ 1000 = 86,16
Возьмем из таблицы 1 значение относительной угловой скорости вращения коленчатого вала = kw выражает коэффициент загрузки двигателя по скорости вращения коленчатого вала.
Вычисляем коэффициент kN загрузки двигателя по мощности:
kN = NП/(Nmax*Kв).
На III передаче:
kN = 1,68/ (56,6 * 0,9) = 0,03
kN = 6,89/ (56,6 * 0,9) = 0,14
kN = 12,46/ (56,6 * 0,9) = 0,25
kN = 20,89/ (56,6 * 0,9) = 0,4
kN = 34,36/ (56,6 * 0,9) = 0,67
На IV передаче:
kN = 2,57/ (56,6 * 0,9) = 0,05
kN = 12,24/ (56,6 * 0,9) = 0,24
kN = 25,27/ (56,6 * 0,9) = 0,5
kN = 47,78/ (56,6 * 0,9) = 0,94
kN = 86,16/ (56,6 * 0,9) = 1,7
По графикам находим значения Kw = f(kw) и KN = f(kN) и записываем их в таблицу 8.
Затем находим дорожный расход топлива:
QS = qe * NП*KN*KW/ (36 * *V)
Так как в автомобиле ВАЗ 2110 установлен карбюраторный двигатель, то принимаем
qe = 330 г./(кВт*ч), = 0,74 г./см3.
Таблица 8. Расчет дорожного расхода топлива автомобиля ВАЗ 2110
На III передаче
| V, м/с | 3,4 | 11,9 | 17,9 | 24,1 | 30,9 |
| Pi, Н | 213,89 | 213,89 | 213,89 | 213,89 | 213,89 |
| Pf, Н | 214,2 | 218,2 | 223,7 | 231,8 | 243,3 |
| PW, Н | 6,31 | 77,32 | 174,94 | 317,12 | 521,33 |
| NП, кВт | 1,68 | 6,89 | 12,46 | 20,89 | 34,46 |
| | 0,12 | 0,44 | 0,67 | 1 | 1,14 |
| Kw | 1,25 | 0,98 | 0,96 | 1 | 1,1 |
| kN | 0,03 | 0,14 | 0,25 | 0,4 | 0,67 |
| KN | 2,2 | 1,8 | 1,3 | 0,9 | 0,8 |
| QS, л/100 км | 16,83 | 12,65 | 10,76 | 9,66 | 12,15 |
На IV передаче
| V, м/с | 5,1 | 17,7 | 26,6 | 35,9 | 46 |
| Pi, Н | 213,89 | 213,89 | 213,89 | 213,89 | 213,89 |
| Pf, Н | 214,7 | 223,5 | 235,7 | 253,6 | 279 |
| PW, Н | 14,2 | 171,06 | 386,33 | 703,7 | 1155,34 |
| NП, кВт | 2,57 | 12,24 | 25,27 | - | - |
| | 0,12 | 0,44 | 0,67 | - | - |
| Kw | 1,25 | 0,98 | 0,96 | - | - |
| kN | 0,05 | 0,24 | 0,5 | - | - |
| KN | 2,2 | 2 | 0,85 | - | - |
| QS, л/100 км | 17,17 | 16,79 | 9,6 | - | - |
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
При расчете данной работы мы получили практичиские навыки по вычислению и анализу эксплутационных свойств автомобиля, необходимые нам как будущим инженерам для оптимизации дорожного движения, для организации контроля технического состояния АТС.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Балакин В.Д. Проектирование автомобилей: методические указания. издательство СибАДИ, 2003
2. Гос. НИИ автомобильного транспорта 8-е издание, Краткий автомобильный справочник. – М. Транспорт, 1979
3. Газарян А.А. Техническая эксплуатация, обслуживание и ремонт автотранспортных средств: Практические рекомендации и нормативная база. – М., 2000.
.
studfiles.net
Мощностной баланс машины представляет собой распределение эффективной мощности двигателя, потребной для преодоления всех сопротивлений при движении
, (4.15)
где – мощности, затрачиваемые на потери в трансмиссии, преодоление сопротивления качению, подъему, воздушной среды, инерции, крюковой нагрузки.
Мощность на ведущих органах автомобиля
. (4.16)
Мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления движению:
. (4.17)
Мощность, затрачиваемая на преодоление подъема:
. (4.18)
Мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления воздушной среды:
. (4.19)
Мощность, затрачиваемая на крюке:
. (4.20)
Мощность, затрачиваемая на преодоление инерции:
. (4.21)
Для гусеничных машин следует еще учесть потери в ведущем участке гусеничной цепи
. (4.22)
Общий вид графика мощностного баланса автомобиля с четырехступенчатой коробкой передач приведен на рис. 8. Из графика видно, что автомобиль может двигаться устойчиво со скоростью 
только наIVпередаче.
Пересечение линий 
ив точке С означает, что мощность суммарного сопротивления дороги
при коэффициенте сопротивления качению машиныf2, тангенсе угла подъемаi2и скорости
соответствует развиваемой двигателем мощности
за вычетом мощности, затрачиваемой на трение в трансмиссии (отрезок ординаты АВ) и на преодоление сопротивления воздуха (отрезок ВС).
При значениях f=f1иi=i1кривая
проходит ниже и налицо запас мощности (отрезокCD), который может быть использован для разгона машины.
Рис. 8. Общий вид графика мощностного баланса автомобиля
Значение 
берется из внешней скоростной характеристики, а скорость движения на различных передачах определяется по уравнению:
, (4.23)
где 
– радиус качения колеса или радиус начальной окружности ведущей звездочки трактора, м;
–передаточное число трансмиссии на i-й передаче;
–номинальная частота вращения коленчатого вала по внешней скоростной характеристике.
При изменении 
меняются скорость и сила тяги машины, а мощности
и
(без учета изменения к.п.д. на разных передачах) остаются неизменными. Поэтому определенным значениям частоты вращения коленчатого вала соответствуют одни и те же значения 
и
, а значения скорости движения
будут различны. ДляIпередачи получим
. (4.24)
Для последующих передач получим
; 
и т. д.,
где ,
,
– передаточные числа коробки передач наI, II, III и последующих передачах.
В нижней части графика наносится зависимость .
До скорости 16 м/с зависимость 
прямолинейная, т. к.f=constи определяется для 3–4 произвольных скоростей.
При скоростях движения свыше 16 м/с используют эмпирическую зависимость
, (4.25)
где 
– коэффициент качения при скоростях меньше 16 м/с.
Возможность движения в конкретных условиях ограничивается мощностью, подводимой к ведущим колесам, и способностью реализовать силу тяги по условиям сцепления ведущих колес, т. е. подчиняется зависимости
. (4.26)
При анализе динамической характеристики условием движения является зависимость вида
. (4.27)
Таким образом, для движения на определенной передаче обязательным является выполнение трех условий:
1. Сумма сопротивлений движению 
не превосходит значение силы
или ψ
.
2. Сила тяги на ведущих колесах не превосходит силы сцепления 
или.
3. Ускорение движения автомобиля возможно при 
, если сила тяги не превосходит силы сцепления
.
Для осуществления равномерного движения на конкретной передаче при изменении сил внешних сопротивлений необходимо изменять подачу топлива в соответствии с изменением 
, так чтобы выдерживалось соотношение
илиD= ψ.
Тяговая и динамическая характеристики строятся на основе внешней скоростной характеристики, и поэтому значения 
илиDимеют максимальную величину.
В реальных эксплуатационных условиях сила тяги и скорость движения имеют промежуточные значения, и водитель изменением положения дроссельной заслонки или подачи топлива устанавливает соответствие скорости движения и силы тяги.
Работа двигателя на режиме внешней скоростной характеристики происходит в условиях интенсивного разгона автомобиля или при очень тяжелых условиях движения. С помощью тяговой и динамической характеристик могут быть решены многие практические задачи, связанные с тягово-эксплуатационными качествами автомобилей. К числу таких определяемых задач можно отнести следующие:
– возможность движения на данной передаче в конкретных дорожных условиях;
– скорость и время движения;
– величина допустимых сопротивлений движению;
– предельные значения подъемов для разных дорог;
– передача при трогании с места и ускорение движения;
– вес автопоезда при движении с заданной скоростью на различных типах дорог;
– необходимость включения переднего ведущего моста, блокировки межосевого дифференциала и др.
При выполнении курсового проекта обязательным условием при анализе тягово-динамических качеств автомобиля является нанесение на график суммарных сил сопротивления для всех трех условий движения и ограничения по сцеплению
для легких и тяжелых условий.
studfiles.net
При решений электротехнических задач, часто нужно проверить правильность найденных значений. Для этого в науке ТОЕ, существует так называемый баланс мощностей.
Баланс мощностей – это выражение закона сохранения энергии, в электрической цепи. Определение баланса мощностей звучит так: сумма мощностей потребляемых приемниками, равна сумме мощностей отдаваемых источниками. То есть если источник ЭДС в цепи отдает 100 Вт, то приемники в этой цепи потребляют ровно такую же мощность.
Или
Проверим это соотношение на простом примере.
Для начала свернем схему и найдем эквивалентное сопротивление. R2 и R3 соединены параллельно.
Найдем по закону Ома ток источника и напряжение на R23, учитывая, что r1 и R23 соединены последовательно, следовательно, сила тока одинаковая.
Найдем токи I2 и I3
Теперь проверим правильность с помощью баланса мощностей.
Небольшое различие в значениях связано с округлениями в ходе расчета.
С помощью баланса мощностей, можно проверить не только простую цепь, но и сложную. Давайте проверим сложную цепь из статьи метод контурных токов.
Как видите независимо от сложности цепи, баланс сошелся, и должен сойтись в любой цепи!
electroandi.ru
|
Графиком мощностного баланса автомобиля называют график, имеющий кривые мощности, подводимой к ведущим колесам на передачах, и кривые мощности, затрачиваемой на преодоление сопротивления качению и сопротивления воздуха, в зависимости от скорости движения. Мощность, подводимую к ведущим колесам автомобиля ( ), определят по формуле: (2.23) Мощность, необходимую для преодоления сопротивления дороги ( ) вычисляют по формуле: (2.24) где: - суммарная сала сопротивления дороги, определяемая по формуле (2.6), кН; - скорость движения автомобиля, км/ч. Мощность, необходимую для преодоления сопротивления воздуха ( ) находят по формуле: (2.25) где: - сила сопротивления, воздуха определяемая по формуле (2.10), кН. Результаты расчета мощностного баланса сводят в таблицу 2.8.
По данным таблицы 2.8 на рисунке 2.8 построены кривые и на передачах, кривая и кривая + .
Рисунок 2.8.-График мощностного баланса автомобиля
Теоретический минимальный тормозной путь до остановки автомобиля ( ), имеющего тормозные механизмы на всех колесах, определяют по формуле: (2.26) где: - скорость движения автомобиля в начале торможения, км/ч; φ - коэффициент сцепления шин с дорогой, равный 0,6. Остановочный путь автомобиля ( , м ) определяют по формуле: (2.27) где: - время реакции водителя, 0,6 с; - время срабатывания тормозов, т.е. период времени от начала торможения до момента времени, в который тормозная сила достигает наибольшей величины, 0,2с; -коэффициент эффективности торможения, принимаем равным 1.
Результаты расчета сведены в таблицу 2.9.
Таблица 2.9 Результаты подсчета тормозного и остановочного путей автомобиля
Рисунок 2.8.-График тормозного и остановочного путей автомобиля
Требуется определить расход топлива в литрах на 100 км пробега автомобиля при движения с полной нагрузкой на различных скоростях на прямой передачи. Расход топлива ( ) определяют по формуле: , (2.28)
где: - эффективный удельный расход топлива, г/кВт·ч; - мощность двигателя, необходимая для равномерного движения автомобиля, кВт; - скорость движения автомобиля, км/ч; ρ - плотность топлива, кг/л (для бензина принимаем 0,72). Мощность двигателя ( ), необходимую для равномерного движения автомобиля, определяют по формуле: (2.29) где: и - мощности, затрачиваемые на преодоление сопротивления дороги и воздуха соответственно, кВт. Величина эффективного удельного расхода топлива ( ) входящая в формулу (2.28), зависит от частоты вращения коленчатого вала и степени использования мощности двигателя. Минимальная величина эффективного расхода топлива двигателя внутреннего сгорания ( ) наблюдается при частоте вращения коленчатого вала, примерно соответствующей 70 % , и при мощности двигателя, равной примерно 80% максимальной при этих оборотах. Допускается принимать величину равной 300-325 г/кВт·ч Величину удельного расхода топлива двигателем (г/кВт·ч) в конкретных условиях движения определяют по формуле:
где: и - коэффициенты, учитывающие изменение удельного расхода топлива в зависимости от частоты вращения коленчатого вала и от степени использования мощности двигателя соответственно. Результаты расчета сводим в таблицу 2.8. Таблица 2.8 Результаты расчета расхода топлива
Рисунок 2.9 График расхода топлива.
При проведении расчетов данного раздела выяснил что: 1. наиболее эффективный режим работы двигателя достигается на средних частотах вращения коленчатого вала двигателя; 2. значение коэффициента запаса тяги будет максимальным примерно при 100 км/ч, что хорошо подходит для эксплуатации автомобиля за городом; 3. движение автомобиля со скоростью выше критической будет устойчивым так, как при движении со скоростью меньше критической увеличение коэффициента сопротивления дороги будет сопровождаться уменьшением скорости и динамического фактора, что может привести к тому, что двигатель остановится если не включить более низкую передачу; 4. анализируя результаты пункта «ускорение, время и путь разгона автомобиля», можно сделать вывод, что наиболее целесообразно производить переключение передач на средних частотах вращения коленчатого вала двигателя. Это связано с тем, что дальнейшее увеличение частоты вращения коленчатого вала будет сопровождаться падением ускорения автомобиля, увеличением расхода топлива, нагрузки на двигатель; 5. топливная экономичность автомобиля Chevrolet Lacetti. полностью соответствует данным завода и является наиболее приемлемой для данного типа автомобиля.
Читайте также: Читайте также: ©2015 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. | Почему 3458 студентов выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |
megaobuchalka.ru
При движении автомобиля тяговая мощность, подводимая к ведущим колесам, затрачивается на преодоление сопротивления движению. По аналогии с уравнением силового баланса можно записать уравнение мощностного баланса автомобиля:
(3.24)
или
которое выражает соотношение между тяговой мощностью на ведущих колесах и мощностями, теряемыми на преодоление сопротивления движению. Уравнение позволяет определить режим движения автомобиля в любой момент.
С помощью уравнения (3.24) строят график мощностного баланса автомобиля, включающий в себя зависимости от скорости движения эффективной и тяговой мощностей, а также мощностей, затрачиваемых на преодоление сопротивления движению.
При построении графика мощностного баланса (рис. 3.28) сначала наносят кривые эффективной Ne и тяговой Nт мощностей в зависимости от скорости движения автомобиля на различных передачах. Далее строят кривую мощности, теряемой на преодоление сопротивления дороги .Nд. Потом от кривой мощности NД откладывают вверх значения мощности Nв, затрачиваемой на преодоление сопротивления воздуха при разных значениях скорости движения.
К
ривая суммарной мощности 
определяет тяговую мощность, необходимую для равномерного движения автомобиля. При любой скорости движения вертикальный отрезок N3, заключенный между кривыми Nт и 
, характеризует запас мощности. При данной скорости запас мощности может быть израсходован на разгон автомобиля, преодоление дополнительного дорожного сопротивления (например, подъема) или увеличение
Рис. 3.28. График мощностного баланса автомобиля:
—тяговая мощность на III передаче при уменьшенной подаче топлива; 
1 значение скорости автомобиля; 1 — 111 — передачи
грузоподъемности путем буксировки прицепа. При одной и той же скорости движения запас мощности на низших передачах больше, чем на высших. Следовательно, при увеличении передаточного числа трансмиссии запас мощности возрастает. Поэтому повышенные дорожные сопротивления преодолевают на низших передачах.
Отрезок, заключенный между кривыми Nе и Nт, характеризует механические и гидравлические потери мощности в трансмиссии на трение, которые учитываются коэффициентом полезного действия трансмиссии.
С помощью графика мощностного баланса можно оценить тягово-скоростные свойства автомобиля, решая различные задачи. Рассмотрим некоторые из этих задач.
Определение максимальной скорости движения автомобиля. Максимальная скорость движения 
таx определяется точкой пересечения кривой тяговой мощности Nт и суммарной кривой мощностей 
. В этой точке запас мощности равен нулю и, следовательно, ускорение также равно нулю. Скорость максимальна, так как ее дальнейшее увеличение невозможно.
Определение максимальной мощности, необходимой для преодоления сопротивления дороги. Максимальная мощность, которую расходует автомобиль на преодоление сопротивления дороги, двигаясь равномерно, при любой скорости представляет собой разность ординат тяговой мощности и мощности сопротивления воздуха:
Определение максимального подъема, преодолеваемого автомобилем. Для нахождения максимального подъема, который может преодолеть автомобиль при заданной постоянной скорости движения на любой передаче, строят суммарную кривую мощностей, затрачиваемых на преодоление сопротивлений качению и воздуха (Nк+Nв), и определяют мощность, расходуемую на преодоление сопротивления подъему:
Зная мощность, необходимую для преодоления сопротивления подъему, можно найти максимальный угол αmах этого подъема.
Определение ускорения автомобиля. Для оценки ускорения, которое может развить автомобиль при выбранной скорости на дороге с заданным сопротивлением, необходимо найти мощность, расходуемую на разгон автомобиля:
Приведенный на рис. 3.28 график мощностного баланса является типичным для легковых автомобилей и автобусов, выполненных на шасси легковых автомобилей, на которых установлены бензиновые двигатели без ограничителей угловой скорости (частоты вращения) коленчатого вала.
На рис. 3.29 представлен график мощностного баланса (на высшей передаче), характерный для грузовых автомобилей и автобусов, на которых применяются бензиновые двигатели с ограничителем угловой скорости коленчатого вала или дизели. Этот график соответствует случаю движения автомобиля по ровной горизонтальной дороге с асфальтобетонным покрытием и постоянным значением коэффициента сопротивления.
Из рис. 3.29 видно, что по достижении максимальной скорости движения 
mах грузовой автомобиль имеет некоторый запас мощности, равный Ж,, благодаря которому он способен преодолевать дополнительное
Рис. 3.29. График мощностного
баланса автомобиля на высшей
передаче
сопротивление дороги (подъем), а также буксировать прицеп. Тем не менее, развивать ускорение и увеличивать скорость движения автомобиль не может, так как этому препятствует ограничитель угловой скорости коленчатого вала двигателя.
studfiles.net
Nт = Nе·h =Nк + Nп +Nв ±Nи (26)
где Nт – тяговая мощность двигателя;
Nе – эффективная мощность двигателя;
Nк – мощность, потребная на преодоление сопротивления качению колес;
Nп – мощность, потребная на преодоление сопротивление подъему;
Nв – мощность, потребная на преодоление силы сопротивления воздуха;
Nи – мощность, потребная на преодоление инерции автомобиля.
Составляющие правой части уравнения мощностного баланса определяют как:
Nк = , (27)
Nп = , (28)
Nв = , (29)
Nи = , (30)
где g – ускорение свободного падения;
j – ускорение автомобиля;
δвр. – коэффициент учета вращающихся масс.
В случае равномерного движения автомобиля по горизонтальной дороге Nи = 0, Nп = 0, тогда уравнение мощностного баланса примет вид:
Nт = Nе×η = Nк + Nв (31)
Из уравнений (26), (31) следует, что на разных передачах одинаковая величина Nе и NТ достигается при разных значениях скорости движения автомобиля.
Совокупность зависимостей Nе(V) и NТ(V) называется мощностной характеристикой автомобиля. Для построения мощностной характеристики составляют сводную таблицу (таблица 8) значений величин wе, Nе, NТ, V. Величины wе и Nе принимают из таблицы 1. Величину V из таблицы 3. Тяговую мощность NТ рассчитывают по формуле (31), принимая для «Москвич»-412 И Э h= 0,92.
Таблица 8
Сводная таблица мощностной характеристики автомобиля «Москвич»-412 И Э
| wе, c-1 | 94,2 | |||||||||
| Nе, кВт | 9,46 | 32,6 | 33,9 | 43,2 | 50,6 | 53,9 | 52,9 | |||
| NТ, кВт | 8,7 | 19,3 | 30,0 | 31,19 | 39,74 | 46,55 | 49,59 | 49,58 | 46,67 | |
| V, км/ч на передачах | I | 7,46 | 15,36 | 23,28 | 24,16 | 31,2 | 39,12 | 47,0 | 48,0 | 52,9 |
| II | 11,53 | 25,8 | 39,16 | 40,62 | 52,48 | 65,8 | 79,12 | 80,85 | 88,98 | |
| III | 19,33 | 39,8 | 60,33 | 62,59 | 80,84 | 101,4 | 121,9 | 124,6 | 137,1 | |
| IV | 25,17 | 53,08 | 80,44 | 83,45 | 107,8 | 135,2 | 162,5 | 166,1 | 182,8 |
Для решения уравнения мощностного баланса определяют зависимости Nд(V) и Nв(V), потребной автомобилю на преодоление сил дорожного и воздушного сопротивлений от скорости движения автомобиля.
При определении Nд(V), Nв(V) и NS(V) = Nв (V) + Nд(V) можно использовать результаты расчета Рд и Рв из силового баланса (таблица 6).
Результаты расчета заносят в таблицу 9.
Таблица 9
Мощность, потребная на преодоление сил дорожного и воздушного сопротивлений в зависимости от скорости движения автомобиля
| V, | м/с | 8,33 | 16,67 | 33,33 | 41,67 | |||
| км/с | ||||||||
| Nк, кВт | 1,38 | 2,78 | 4,24 | 5,79 | 7,44 | 9,24 | ||
| Nв, кВт | 0,39 | 3,09 | 8,34 | 24,7 | 48,25 | 83,4 | ||
| NS= Nк + Nв, кВт | 1,77 | 5,87 | 12,58 | 34,5 | 55,7 | 92,6 |
По результатам расчетов (таблица 8, 9) строят графики Nе(V), Nт(V), Nд(V), Nв(V), представленныенарисунке 4.
Анализ графиков (рисунок 4) показывает, что при заданном значении скорости V движения автомобиля разница между NТ и NS представляет собой запас мощности Nз, который может быть израсходован на преодоление дополнительного сопротивления дороги или на разгон автомобиля. Ординаты между графиками определяют потери мощности NТР в трансмиссии автомобиля, т. е.
Nе – Nт = Nтр
При равномерном движении тяговая мощность Nт потребляется на преодоление сопротивлений дороги и воздуха. Наибольшую скорость при полной подаче топлива автомобиль развивает, когда тяговая мощность Nт на колесах автомобиля равна суммарной мощности NS сопротивлений. Так же как графики силового баланса, графики мощностного баланса показывают, что максимальная скорость, развиваемая автомобилем «Москвич»-412 И Э Vmax ≈ 139 км/ч.
Рисунок 4. Графики мощностного баланса автомобиля «Москвич»-412 И Э
megaobuchalka.ru
Таблица 2.8 Результаты расчета графика мощностного баланса автомобиля
2.6 Тормозная динамика автомобиля.
2.7 Топливная экономичность автомобиля
(2.30)
Анализ и выводы по разделу 2
3 Эксплуатационные качества автомобиля.
