Тяговый и динамический расчет автомобиля ВАЗ-2105 (стр. 4 из 9)

Рисунок 2.1 Внешняя скоростная характеристика двигателя

3 Оценка тягово-скоростных свойств автомобиля

Тяговая характеристика автомобиля

С целью решения уравнения движения автомобиля методом силового баланса, представим его в виде:

;

(3.1)

где

– сила тяги, приложенная к ведущим колесам;

– сила сопротивления качению;

– сила сопротивления подъема;

– сила сопротивления воздуха;

– сила сопротивления разгону.

Полученное уравнение называют уравнением силового (или тягового) баланса. Уравнение силового баланса показывает, что сумма всех сил сопротивления движению в любой момент времени равна окружной силе на ведущих колесах автомобиля.

Уравнение позволяет определить величину окружной силы, развиваемой на ведущих колесах автомобиля, и установить, как она распределяется по различным видам сопротивлений.

Графическое изображение уравнения силового (тягового) баланса в координатах “окружная сила - скорость”, называется тяговой характеристикой автомобиля.

Построение графика тяговой характеристики

Определим значения окружной силы

, в зависимости от скорости, при движении автомобиля на различных передачах:

(3.2)

В данном уравнении эффективный крутящий момент

является функцией от оборотов коленчатого вала n_e. Значение эффективного крутящего момента

в зависимости от оборотов коленчатого вала n_e определяется по внешней скоростной характеристике двигателя.

В предположении отсутствия буксования сцепления и ведущих колес автомобиля связь между частотой вращения коленчатого вала двигателя n_e и скоростью V находится из соотношения:

;

(3.3)

где i – номер передачи.

Производим расчеты значений окружной силы

и скорости V_i для различных оборотов коленчатого вала в диапазоне от n_emin до n_emax на различных передачах коробки передач.

Н;

км/ч.

Для следующих значений

на i-той передаче расчеты ведем аналогично. Результаты расчетов заносим в таблицу 3.1. Полученные значения наносим на тяговую характеристику.

;

(3.4)

где f_o – коэффициент сопротивления качению при движении автомобиля с

малой скоростью (при расчетах используем значение f_o = 0,008).

Cилу сопротивления подъема

принимаем равной нулю, так как рассматриваем движение автомобиля на дороге без уклона.

Определим силу сопротивления воздуха

в зависимости от скорости движения автомобиля:

(3.5)

Производим расчеты:

Н;

Н.

Последующие расчеты ведем аналогично. Результаты расчетов заносим в таблицу 3.2. Полученные значения наносим на тяговую характеристику.

Таблица 3.1 Результаты расчетов окружной силы

№ п/п	n, об/мин	1-я передача		2-я передача		3-я передача		4-я передача
№ п/п	n, об/мин	V₁, км/ч	P_k1, Н	V₂, км/ч	P_k₂, Н	V₃, км/ч	P_k₃, Н	V₄, км/ч	P_k₄, Н
1	600	3,953	3204,5	6,909	1833,6	10,668	1187,5	14,509	873,2
2	800	5,271	3399	9,212	1944,9	14,224	1259,6	19,345	926,2
3	1000	6,589	3575	11,515	2045,7	17,78	1324,8	24,181	974,1
4	1200	7,907	3737,2	13,818	2138,4	21,336	1384,9	29,017	1018,3
5	1400	9,224	3888,5	16,121	2225	24,892	1441	33,853	1059,5
6	1600	10,542	4022,8	18,424	2301,9	28,448	1490,7	38,689	1096,1
7	1800	11,86	4146,9	20,727	2372,9	32,004	1536,7	43,526	1129,9
8	2000	13,178	4256	23,029	2435,3	35,56	1577,1	48,362	1159,7
9	2200	14,495	4351,7	25,332	2490,1	39,116	1612,6	53,198	1185,8
10	2400	15,813	4434,1	27,635	2537,2	42,672	1643,1	58,034	1208,2
11	2600	17,131	4503	29,938	2576,7	46,228	1668,7	62,87	1227
12	2800	18,449	4559,1	32,241	2608,8	49,784	1689,5	67,707	1242,3
13	3000	19,766	4600,8	34,544	2632,6	53,34	1704,9	72,543	1253,6
14	3200	21,084	4630,2	36,847	2649,4	56,896	1715,8	77,379	1261,6
15	3400	22,402	4645,6	39,15	2658,2	60,452	1721,5	82,215	1265,8
16	3600	23,72	4644,6	41,453	2657,7	64,008	1721,1	87,051	1265,6
17	3800	25,037	4635,3	43,756	2652,4	67,564	1717,7	91,887	1263
18	4000	26,355	4609,1	46,059	2637,3	71,12	1708	96,724	1255,9
19	4200	27,673	4571	48,362	2615,5	74,676	1693,9	101,56	1245,5
20	4400	28,991	4518,5	50,665	2585,5	78,232	1674,4	106,4	1231,2
21	4600	30,309	4452,6	52,968	2547,8	81,788	1650	111,23	1213,2
22	4800	31,626	4373,3	55,271	2502,5	85,344	1620,6	116,07	1191,6
23	5000	32,944	4280,2	57,574	2449,1	88,9	1586,1	120,91	1166,3
24	5200	34,262	4174,1	59,877	2388,5	92,456	1546,8	125,74	1137,4
25	5400	35,58	4054,2	62,18	2319,9	96,012	1502,4	130,58	1104,7
26	5600	36,897	3920,9	64,482	2243,6	99,568	1453	135,41	1068,4
27	5800	38,215	3773,7	66,785	2159,3	103,13	1398,4	140,25	1028,3
28	6000	39,533	3613,6	69,088	2067,8	106,68	1339,1	145,09	984,6

Таблица 3.2 Результаты расчетов сил сопротивления дороги (качения)

и воздуха

№ п/п	V_a, км/ч	, Н	, Н	, Н
1	0	109,5	0	109,5
2	10	109,9	2,8	112,7
3	20	111,1	11,1	122,2
4	30	113	25	138
5	40	115,8	44,4	160,2
6	50	119,3	69,4	188,7
7	60	123,7	100	223,7
8	70	128,8	136,1	264,9
9	80	134,7	177,8	312,5
10	90	141,4	225	366,4
11	100	148,9	277,8	426,7
12	110	157,2	336,1	493,3
13	120	166,2	400	566,2
14	130	176,1	469,4	645,5
15	140	186,7	544,4	731,1
16	150	198,2	625	823,2
17	160	210,4	711,1	921,5

По рассчитанным значениям строим тяговую характеристику автомобиля (рисунок 3.1).