Время и путь разгона автомобиля.
Теоретический тормозной путь подсчитывается по формуле:
Sт=Vт2/(2*9.81*φ),
Где Vт – скорость начала торможения м/с;
φ – коэффициент сцепления.
Остановочный путь определяется с учетом квалификации водителя, типа и состояния тормозной системы в эксплуатации и вычесляется по формуле:
So=Sт*Kэ+(tp+tт)*Vт,
где tp – время реакции водителя, tp=1,2c;
tт – время запаздывания срабатывания тормозной системы, tт=0,2с;
Кэ – коэффициент, учитывающий эксплуатационное состояние тормозов, Кэ=1,5с.
Расчет тормозного и остановочного путей производится для всего возможного диапазона скоростей движения микроавтобуса РАФ-2203 по горизонтальной дороге с коэффициентом сцепления φ=0,6. Результаты вычислений представленны в таблице №11 и на графике.
Таблица №11
Результаты расчета тормозного и остановочного пути.
| Скорость Vт, м/с | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 | 40 | 45 | 50 |
| Путь Sт, м | 2,12 | 8,49 | 19,11 | 33,98 | 53,09 | 76,45 | 104,06 | 135,92 | 172,02 | 212,37 |
| Тупь Sо, м | 10,18 | 26,74 | 49,67 | 78,97 | 114,64 | 156,68 | 205,09 | 259,88 | 321,03 | 388,56 |
Рисунок №7
Максимальное замедление автобуса и тормозные моменты на колесах в значительной степени определяются состоянием дороги.
Реакции между колесами и дорогой вычисляются по формулам:
Z1=9,81*(G1+(Ga* φ*Hg)/La),
Z2=9,81*(G2-(Ga* φ*Hg)/La),
где Z1 и Z2 – реакции между дорогой и, соответственно, передними и задними колесами, H;
G1 и G2 – масса автомобиля приходящаяся на передние и задние колеса, соответственно, Н;
Hg – вертикальная координата (высота) центра тяжести автомобиля, м, Hg=0,75;
La – база автомобиля, м.
Тормозные моменты на колесах вычисляются по формулам:
Мт1=Z1* φ*Rk;
Мт2=Z2* φ*Rk,
Где Rk – радус качения колеса, м.
Результаты расчетов представленны в таблице №12.
Максимальное замедлени находится по формуле:
Jmax=9,81*φ;
Jmax=9,81*0,6=5,89 м/с2.
Таблица №12
Тормозные моменты на колесах автомобиля.
| Коэффициент сцепления φ | 0,1 | 0,3 | 0,5 | 0,7 | 0,9 | |
| Реакции, Н | Z1 | 13269 | 14790 | 16313 | 17835 | 19357 |
| Z2 | 13316 | 11794 | 10272 | 8750 | 7228 | |
| Тормозные моменты, Н*м | Мт1 | 452 | 1512 | 2781 | 4257 | 5940 |
| Мт2 | 454 | 1207 | 1751 | 2089 | 2218 | |
Рисунок №8
Для проверки правильности расчетов вычисляется значение φ, соответствующее точке пересечения зависимостей Z1(φ) и Z2(φ). Это значение должно совпадать с вычисленным по формуле:
φ =(a-b)/(2*Hg),
где a и b – горизонтальные координаты центра тяжести автомобиля, вычисляемые по формулам:
a=La*G2/Ga; b=La*G1/Ga.
La=a+b
Проверка:
а=2,62*1436/2710=1,39; b=2,62*1275/2710=1,23
La=2,62
φ =(1,39-1,23)/(2*0,75)=0,16/1,5=0,11
Расчеты выполненыверно, т.к.вычесленное значение φ=0,11 совпадает с графическим значение φ.
Под мощностным балансом понимается распределение мощности двигателя по видам сопротивлений движению автомобиля с учетом потерь на трение. Исхлдными для расчета являются зависимости эффективной мощности Ne(n) и удельного эффективного расхода топлива ge(n) от частоты вращения коленчатого вала n и результаты тягового расчета.
Вычисление мощностных характеристик производится по следующим формулам:
1. Мощность, подводимая к ведущим колесам автомобиля:
Nk(n)=Ne(n)*ηтр,
где ηтр – КПД трансмиссии.
2. Потери мощности в трансмиссии на трение
Nт(n)=Ne(n)*(1- ηтр).
3. Мощность, затрачиваемая на преодоление сил сопротивления:
- воздуха Nw(n)=V(n)*Pw(n)/3600,
- качению Nf(n)=V(n)*Pf(n)/3600.
4. Запас мощности
Nз(n)=Nk(n)-Nw(n).
5. Мощность двигателя, необходимая дл равномерного движения автомобиля по горизонтальной дороге
Nрд(n)=(Nf(n)+Nw(n))/ ηтр
6. Путевой расход топлива
Q100(n)=(Kn(n)*ge(n)*Nрд(n))/(10*V(n)*Ro)
где Kn(n) – коэффициент, используемый для корректирования путевого расхода топлива в зависимости от нагрузки двигателя.
Kn(n)=2,054-1,724*(Nрд(n)/Ne(n))-0,774*(Nрд(n)/Ne(n))2+1,443*(Nрд(n)/Ne(n))3
Ro=0,725 г/см3 – плотность бензина
V(n) – скорость автомобиля, км/ч.
Таблица №13
Расчет мощностных и топливных характеристик.
| Передача | Парам. | Размерн. | Значение | |||||||
| n | Об/мин | 700 | 1400 | 2100 | 2800 | 3500 | 4200 | 4900 | 5600 | |
| Ne | кВт | 12,69 | 27,24 | 42,02 | 55,41 | 65,77 | 71,48 | 70,91 | 62,43 | |
| ge | г/кВт*ч | 342,33 | 310,96 | 292,05 | 285,60 | 291,61 | 310,07 | 340,99 | 384,38 | |
| Nk | кВт | 11,42 | 24,51 | 37,82 | 49,87 | 59,19 | 64,33 | 63,82 | 56,18 | |
| Nт | кВт | 1,268 | 2,723 | 4,202 | 5,540 | 6,577 | 7,148 | 7,091 | 6,243 | |
| Первая | V | км/ч | 6,61 | 13,22 | 19,84 | 26,45 | 33,07 | 39,68 | 46,31 | 52,91 |
| Nw | кВт | 0,0052 | 0,0417 | 0,1409 | 0,3342 | 0,6527 | 1,1279 | 1,7911 | 2,6736 | |
| Nf | кВт | 0,8806 | 1,773 | 2,6891 | 3,6406 | 4,6393 | 5,6972 | 6,8259 | 8,033 | |
| Nрд | кВт | 0,9842 | 2,0164 | 3,1445 | 4,4164 | 5,8801 | 7,5835 | 9,5745 | 11,901 | |
| Nз | кВт | 11,414 | 24,472 | 37,681 | 49,532 | 58,54 | 63,20 | 62,02 | 53,51 | |
| Kn | - | 1,923 | 1,922 | 1,921 | 1,912 | 1,894 | 1,864 | 1,810 | 1,707 | |
| Q100 | л/100км | 6,733 | 6,265 | 6,117 | 6,301 | 6,853 | 7,832 | 9,321 | 11,427 | |
| Вторая | V | км/ч | 10,24 | 20,48 | 30,73 | 40,97 | 51,22 | 61,46 | 71,70 | 81,95 |
| Nw | кВт | 0,0193 | 0,1551 | 0,5236 | 1,2413 | 2,424 | 4,189 | 6,652 | 9,93 | |
| Nf | кВт | 1,3681 | 2,78 | 4,2797 | 5,9110 | 7,717 | 9,744 | 12,033 | 14,63 | |
| Nрд | кВт | 1,5416 | 3,2613 | 5,337 | 7,947 | 11,269 | 15,481 | 20,762 | 27,289 | |
| Nз | кВт | 11,40 | 24,36 | 37,29 | 48,62 | 56,768 | 60,142 | 57,166 | 46,256 | |
| Kn | - | 1,8357 | 1,8389 | 1,8255 | 1,7950 | 1,7431 | 1,6589 | 1,5191 | 1,273 | |
| Q100 | л/100км | 6,480 | 6,226 | 6,38 | 6,367 | 8,07 | 9,82 | 12,42 | 16,10 | |
| Третья | V | км/ч | 15,96 | 31,93 | 47,9 | 63,86 | 79,83 | 95,8 | 111,76 | 127,73 |
| Nw | кВт | 0,073 | 0,587 | 1,982 | 4,7 | 9,180 | 15,863 | 25,193 | 37,601 | |
| Nf | кВт | 2,148 | 4,463 | 7,11 | 10,256 | 14,065 | 18,706 | 24,343 | 31,143 | |
| Nрд | кВт | 2,468 | 5,612 | 10,103 | 16,617 | 25,828 | 38,41 | 55,037 | 76,383 | |
| Nз | кВт | 11,346 | 23,927 | 35,835 | 45,166 | 50,013 | 48,469 | 38,628 | 18,585 | |
| Kn | - | 1,6998 | 1,6785 | 1,6147 | 1,5062 | 1,3449 | 1,128 | 0,9243 | 1,4289 | |
| Q100 | л/100км | 6,845 | 7,067 | 7,966 | 9,609 | 12,2 | 16,076 | 21,714 | 29,724 | |
| Четвертая | V | км/ч | 23,15 | 46,3 | 69,45 | 92,61 | 115,75 | 138,91 | 162,06 | 185,21 |
| Nw | кВт | 0,223 | 1,791 | 6,045 | 14,329 | 27,986 | 48,36 | 76,749 | 114,63 | |
| Nf | кВт | 3,159 | 6,825 | 11,505 | 17,703 | 25,928 | 36,685 | 50,480 | 67,822 | |
| Nрд | кВт | 3,759 | 9,574 | 19,5 | 35,591 | 59,905 | 94,495 | 141,417 | 202,27 | |
| Nз | кВт | 11,196 | 22,723 | 31,773 | 35,537 | 31,206 | 15,971 | -12,975 | -58,44 | |
| Kn | - | 1,512 | 1,415 | 1,231 | 1,009 | 0,931 | 1,756 | 6,983 | 37,704 | |
| Q100 | л/100км | 7,31 | 8,455 | 10,782 | 14,434 | 19,844 | 27,737 | 39,128 | 55,325 | |
По результатам расчетов мощностей и путевого расхода топлива, выполненых для всех передач, строится график мощностного баланса и график экономической характеристики автомобиля.
Определение значений Nk(n), Nт(n), Nw(n), Nf(n), Nз(n), Nрд(n), Q100(n) на первой передаче при частоте вращения каленчатого вала n=1400 об/мин:
Nk(n)=27.2*0.9=24.5 кВт
Nт(n)=27,2*(1-0,9)=2,72 кВт
Nw(n)=13,2*11,4/3600=0,0418 кВт
Nf(n)=13,2*482,8/3600=1,77 кВт
Nз(n)=24,5-0,0418=24,47 кВт
Nрд(n)=(1,77+0,0418)/0,9=2,02 кВт
Kn(n)=2,054-1,724*(2,02/27,2)-0,744(2,02/27,2)2+1,443*(2,02/27,0)3=1,92
Q100(n)=(1,92*310,9*2,02)/(10*13,2*0,725)=6,27 л/100км
Рисунок №9
Рисунок №10
С помощью мощностного баланса можно получить показатели динамичности микроавтобуса. Запас мощности можетбыть использован для преодоления повышенного сопротивления дорогиили разгона автомобиля. При полном полном открытии дроссельной заслонки карбюратора, максимальную скорость микроавтобус РАФ-2203 развивает, когда мощность, подводимая к ведущим колесам, равна мощности, затрачиваемой на преодоление сил сопротивления. При движении автомобиля по той же дороге, но с меньшей скоростью, водитель должен прикрыть дроссельную заслонку. В этом случае изменится величина мощности Nw, Nf и Nз. Знание показателя скорости движения дает возможность более точно спланировать перевозки пассажиров.