для третьей передачи:
для четвертой передачи:
.Следовательно, для движения автомобиля на первой передаче при угловой скорости вращения коленчатого вала двигателя
ускорение автомобиля равно : .Для остальных значений угловой скорости вращения коленчатого вала двигателя и высших передач значения ускорения автомобиля рассчитываем аналогично, и результаты сводим в таблицу 2.1. По полученным значениям строим график ускорений автомобиля (рисунок 2.4).
Рисунок 2.4 – График ускорений автомобиля
2.4.2 Время разгона автомобиля
Из выражения (2.6) находим:
, (2.8)
Интегрируя, находим время разгона автомобиля:
, (2.9)
Вычисление времени разгона по выражению (2.8) осуществляем с использованием графика обратных ускорений, для построения которого по данным ускорений ji в таблице 2.1 вычислим обратные ускорения1/ji до скорости 0.9υmax . Данные вычисления обратных ускорений сводим в таблицу 2.1 и строим график обратных ускорений (рисунок 2.5).
Рисунок 2.5 – График обратных ускорений автомобиля
Площадь на графике обратных ускорений, ограниченная сверху кривыми 1/ji, осью скоростей снизу и прямыми υ =υ0 и υ =0.9υmax согласно выражению (2.8), представляет собой время разгона автомобиля от скорости υ0 до скорости 0.9υmax. Для его определения весь диапазон скорости разбиваем на шесть интервалов.
Считая что в каждом интервале скорости разгон автомобиля происходит с обратным ускорением, определенным выражением:
, (2.10)
то, следовательно, время разгона автомобиля от скорости υ0 до скорости 0.9υmax рассчитывается по выражению:
. (2.11)
Для соответствующих значений ускорений ji-1 и ji получаем среднее обратное ускорение равно:
,
и время разгона в интервале:
.Для остальных интервалов разгона автомобиля среднее обратное ускорение в интервале и время разгона автомобиля в интервале вычисляем аналогично, и результаты вычислений сводим в таблицу 2.2.
Полное время разгона автомобиля от скорости υ0 до скорости 0.9υmax определяется выражением:
. (2.12)
2.4.3 Путь разгона автомобиля
Скорость движения автомобиля определяется выражением:
, (2.13)
откуда
. (2.14)
Интегрируя получаем:
. (2.15)
Считая, что в каждом интервале времени разгона, соответствующем интервалам скорости, движение автомобиля происходит со средней скоростью, определенной по формуле:
, м/с, (2.16)
путь его разгона в интервале равен:
. (2.17)
Для первого интервала средняя скорость движения автомобиля равна:
,а путь разгона автомобиля равен:
.Для остальных интервалов разгона автомобиля среднюю скорость движения в интервале и путь разгона автомобиля в интервале вычисляем аналогично, и результаты вычислений сводим в таблицу 2.2.
Таблица 2.2 – Результаты расчета времени и пути разгона автомобиля
Номер интервала разгона | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
Скорость в начале интервала | υi-1 | м/с | 1.09 | 2.73 | 5.45 | 8.96 | 14.3 |
Скорость в конце интервала | υi | м/с | 2.73 | 5.45 | 8.96 | 14.3 | 19.8 |
Обратное ускорение в начале интервала | 1/ji-1 | с2/м | 0.9848 | 0.914 | 1.1728 | 1.88 | 3.81 |
Обратное ускорение в конце интервала | 1/ji | с2/м | 0.914 | 1.1728 | 1.88 | 3.81 | 9.67 |
Среднее обратное ускорение | 1/ji ср | с2/м | 0.9494 | 1.043 | 1.53 | 2.85 | 6.74 |
Время разгона в интервале | ti | с | 1.56 | 2.84 | 5.37 | 15.22 | 37.07 |
Полное время разгона | T | с | 1.56 | 4.4 | 9.77 | 25 | 62.07 |
Средняя скорость в интервале | υi ср | м/с | 1.91 | 4.1 | 7.2 | 11.63 | 17.05 |
Путь разгона в интервале | Sj | м | 2.98 | 11.6 | 38.7 | 177 | 632 |
Полный путь разгона | S | м | 2.98 | 14.58 | 53.5 | 230.3 | 862.3 |
По данным таблицы 2.2 строим график времени и пути разгона автомобиля (рисунок 2.6).
Рисунок 2.6 – График времени и пути разгона автомобиля
3 Топливно-экономический расчет автомобиля
Топливно-экономическая характеристика представляет зависимость путевого расхода топлива от скорости движения автомобиля при различных коэффициентах дорожного сопротивления.
При установившемся движении путевой расход топлива определяется выражением:
, л/100км, (3.1)
где ge – удельный расход топлива, г/(кВт·ч);
NЗ – мощность, затрачиваемая на движение автомобиля, кВт;
ρ – плотность топлива, принимаемая для бензина равной 730кг/м3.
Расчет топливно-экономической характеристики осуществляется с использованием данных расчета тягово-динамических характеристик автомобиля.
3.1 Расчет баланса и степени использования мощности
Расчет баланса мощности автомобиля выполняется на высшей передаче при двух значениях коэффициента дорожного сопротивления. Для этого при расчетных значениях угловой скорости коленчатого вала двигателя принятых в тягово-динамическом расчете и соответствующих им значениях скорости автомобиля вычисляются мощность, подводимая к ведущим колесам автомобиля; мощность, необходимая для преодоления дорожного сопротивления и мощность, необходимая для преодоления сопротивления воздуха.
Мощность, подводимая к ведущим колесам автомобиля, определяется выражением:
,кВт. (3.2)
Для угловой скорости коленчатого вала двигателя
и соответствующему ей значению эффективной мощности находим значение мощности, подводимой к ведущим колесам: .Мощность, необходимая для преодоления сопротивления воздуха, определяется выражением:
,кВт. (3.3)
Для угловой скорости коленчатого вала двигателя
и соответствующему ей значению силы сопротивления воздуха находим значение мощности, идущей на преодоление сопротивления воздуха :