Розрахунок і побудова діаграм

Для побудови кривих зовнішньої швидкісної характеристики N_e(n) і М_e(n) використовується формула Лейдермана:

, кВт

Відповідно, значення крутного моменту двигуна визначаються за формулою:

М_е = 9550 N_e/n, Нм.

Границі робочого діапазону частоти обертання вала двигуна приймаються у межах від

n_min = 0,15 n_N , хв^-1 до n_max=b_v· n_N , хв^-1, а сам діапазон розбивається на 10 частин:

, хв^-1.

Результати розрахунків N_e(n) і М_e(n) зводяться у таблицю 1.2 за якими будується зовнішня швидкісна характеристика двигуна.

Ряд кривих N(V) діаграми балансу потужності розраховуються за формулою:

N_a = N_k – N_w, кВт,

де N_k – потужність, що підводиться до коліс,

N_k = h_mN_e = 0,93 N_e, кВт;

N_w – потужність, що втрачається на подолання опору повітря,

, кВт.

Відповідні швидкості руху визначаються залежністю:

, м/с.

Динамічний фактор визначається за формулою:

де Р_а – надлишкова сила тяги,

Р_а = Р_к – Р_w, Н;

P_к – тягова сила на колесах,

, Н;

P_w – сила опору повітря,

P_w = к FV², Н.

Прискорення автомобіля на передачах визначається при русі на горизонтальній дорозі з мінімальним значенням коефіцієнта сумарного опору y_о = 0,02 за формулою:

де d– коефіцієнт врахування інерції мас, що обертаються; визначається за формулою:

d = 1,04+0,04 U_к².

Результати розрахунків N_a, N_k, N_w, V, D, Р_а, Р_к, P_w, j_а і d за якими будуються діаграми N(V), D(V) і j_а(V) (див. рис. 1.1)заносяться в таблицю 1.2.

Таблиця 1.2

Результати розрахунків тягово-швидкісних показників автомобіля Chevrolet Cruze

№ п/п	Параметри	n_min	n₂	n₃	n₄	n₅	n₆	n₇	n₈	n₉	n_max

	Ne, кВт	31,28	53,31	76,20	99,07	120,99	141,08	158,41	172,11	181,24	184,92
	Nк, кВт	29,09	49,58	70,87	92,13	112,52	131,2	147,33	160,06	168,5	171,9
	Ме, Н·м	321,2	337,3	348,5	354,73	355,9	352,2	343,5	329,8	311,1	287,5
		V, м/с	5,3	8,59	11,89	15,19	18,49	21,78	25,08	28,38	31,68	34,97
	U₁=	Pк, Н	4016,095	4217,879	4357,534	4435,061	4450,459	4403,728	4294,869	4123,881	3890,765	3595,52
	1,4	Pw, Н	19,24	50,6	97,003	158,26	234,43	325,5	431,5	552,4	688,3	839,08
		Pa, Н	3996,8	4167,2	4260,5	4276,8	4216,023	4078,1	3863,3	3571,4	3202,4	2756,4
		D	0,227	0,237	0,242	0,243	0,24	0,232	0,2	0,203	0,182	0,157
	₁=	j, м/с²	1,8	1,9	1,95	1,96	1,93	1,86	1,75	1,61	1,42	1,2
	1,12	Na, кВт	28,98	49,13	69,71	89,72	108,18	124,1	136,5	144,3	146,7	142,6
		Nw, кВт	0,101	0,43	1,15	2,4	4,3	7,09	10,82	15,67	21,8	29,34
		V, м/с	5,93	9,62	13,31	17,01	20,7	24,3	28,09	31,7	35,4	39,171
	U₂=	Pк, Н	3585,799	3765,963	3890,655	3959,876	3973,624	3931,9	3834,704	3682,037	3473,897	3210,286
	1,25	Pw, Н	24,13	63,5	121,6	198,52	294,07	408,34	541,324	693,01	863,4	1052,5
		Pa, Н	3561,6	3702,41	3768,974	3761,354	3679,548	3523,557	3293,38	2989,019	2610,472	2157,741
		D	0,203	0,21	0,214	0,214	0,209	0,2	0,18	0,17	0,14	0,12
	₂=	j, м/с²	1,62	1,7	1,73	1,73	1,6	1,609	1,49	1,3	1,14	0,9
	1,102	Na, кВт	28,94	48,96	69,24	88,75	106,43	121,2	132,11	138,03	137,9	130,75
		Nw, кВт	0,14	0,61	1,62	3,37	6,08	9,96	15,2	22,02	30,6	41,2
		V, м/с	6,62	10,74	14,86	18,9	23,1	27,23	31,35	35,4	39,5	43,7
	U₃=	Pк, Н	3212,876	3374,303	3486,027	3548,049	3560,367	3522,982	3435,895	3299,105	3112,612	2876,416
	1,12	Pw, Н	30,06	79,1	151,5	247,2	366,3	508,6	674,2	863,23	1075,4	1311,067
		Pa, Н	3182,808	3295,14	3334,459	3300,766	3194,061	3014,344	2761,614	2435,871	2037,117	1565,35
		D	0,18	0,18	0,190	0,188	0,182	0,171	0,157	0,13	0,11	0,08
	₃=	j, м/с²	1,45	1,5	1,53	1,51	1,45	1,36	1,23	1,06	0,86	0,62
	1,09	Na, кВт	28,8	48,7	68,6	87,43	104,05	117,34	126,18	129,43	125,9	114,6
		Nw, кВт	0,1	0,85	2,25	4,6	8,4	13,85	21,14	30,62	42,58	57,31
		V, м/с	7,41	12,03	16,64	21,26	25,8	30,4	35,1	39,73	44,3	48,9
	U₄=	Pк, Н	2868,64	3012,771	3112,524	3167,9	3178,899	3145,52	3067,764	2945,63	2779,118	2568,229
		Pw, Н	37,71	99,3	190,1	310,1	459,4	638,03	845,8	1082,84	1349,102	1644,602
		Pa, Н	2830,922	2913,468	2922,397	2857,71	2719,405	2507,484	2221,945	1862,789	1430,016	923,62
		D	0,161	0,166	0,166	0,162	0,15	0,14	0,12	0,106	0,08	0,05
	₄=	j, м/с²	1,28	1,327	1,3	1,29	1,2	1,1	0,96	0,78	0,5	0,29
	1,8	Na, кВт	28,81	48,38	67,7	85,53	100,6	111,7	117,6	117,03	108,72	91,45
		Nw, кВт	0,27	1,194	3,16	6,59	11,89	19,45	29,7	43,02	59,82	80,52
		V, м/с	8,3	13,5	18,7	23,8	29,07	34,26	39,45	44,64	49,8	55,01
	U₅=	Pк, Н	2553,089	2681,366	2770,147	2819,431	2829,22	2799,513	2730,31	2621,61	2473,415	2285,724
	0,89	Pw, Н	47,61	125,3	240,0	391,6	580,09	805,5	1067,818	1367,05	1703,196	2076,256
		Pa, Н	2505,471		2530,118	2427,826	2249,124	1994,013	1662,491	1254,56	770,219	209,4679
		D	0,142	0,145	0,144	0,138	0,128	0,113	0,09	0,071	0,041	0,01
	₅=	j, м/с²	1,12	1,15	1,13	1,08	0,9	0,85	0,68	0,47	0,21	-0,07
	1,07	Na, кВт	28,6	47,8	66,37	82,7	95,65	103,5	105,19	99,03	83,6	57,7
		Nw, кВт	0,39	1,69	4,48	9,35	16,86	27,6	42,12	61,02	84,8	114,2

Криві часу tp(V) і шляху Sp(V) розгону будуються графоаналітичним методом на основі діаграми прискорень jа(V) автомобіля. Для цього на діаграмі прискорень необхідно умовно означити дільниці швидкості руху автомобіля, що відповідають його розгону на 1-й, 2-й, 3-й і решти передачах. Потім кожну з цих дільниць розбивається на 4...6 інтервалів, причому чим вища передача тим більше має бути інтервалів. Межі виділених інтервалів приблизно такі: для першої передачі 0,5...1,0 м/с, для вищої – 2,5...5,0 м/с, для проміжних передач 2,0...2,5 м/с. Границі інтервалів швидкостей позначаються послідовно V1, V2, V3 ... Vп, а відповідні їм значення прискорень – j1, j2, j3 ... jп. Швидкості при яких здійснюється перехід від нижчої передачі до вищої приймаються відповідним абсцисам точок пересічення кривих jа(V) для цих передач. Побудову графіків tp(V) і Sp(V) рекомендується виконувати до швидкості, яка складає (0,85...0,90)Vmax (див. рис. 1).

Час розгону автомобіля визначається для кожного інтервалу швидкостей за формулами:

; ; і т.д., с

Далі для кожного інтервалу швидкостей визначається шлях розгону автомобіля за виразом:

; ; і т. д., м

Сумарні час t_p і шлях S_p розгону будуть визначатися за формулами:

t_p= t_і = t₁+ t₂+ t₃+...+ t_п, с,

S_p= S_і = S₁+ S₂+ S₃+...+ S_п, м.

Результати розрахунків заносяться в таблицю 1.3.

Таблиця 1.3.

Визначення часу t_pі шляху S_pрозгону автомобіля

№ з/п	Величина
	Інтервал швидкості
	Швидкість в кінці інтервалу, Vi, м/c	5,29	8,59	11,59	13,31	17,01	20,70	24,39	27,23
	Прискорення в кінці інтервалу,ji, м/с²	1,82	1,9	1,95	1,73	1,73	1.,68	1,6	1,36
	Час розгону в інтервалі,ti, c	5,81	1,77	1,56	2,95	2,13	2,16	1,73	2,78
	Шлях розгону в інтервалі, Si, м	5,81	7,58	9,14	12,09	14,22	16,39	18,12	20,90
	Сумарний час розгону,tр, c	15,38	12,31	15,72	36,67	32,34	40,81	39,04	71,85
	Сумарний шлях розгону, Sр, м	15,38	27,69	43.,42	80,09	112,43	153,23	192,27	264,12
	Інтервал швидкості
	Швидкість в кінці інтервалу, Vi, м/c	1,23	1,06	0,86	0,78	0,55	0,29	0,21	-0,07
	Прискорення в кінці інтервалу,ji, м/с²	3,18	3,72	4,80	5.,3	1,29	12,36	3,44	74,14
	Час розгону в інтервалі,ti, c	24,08	27,80	32,61	38,24	39,53	51,89	55,33	129,47
	Шлях розгону в інтервалі, Si, м	93,19	124,30	85,16	223,45	54,36	576,46	169,90	3886,2
	Сумарний час розгону,tр, c	357,31	481,61	566,7	790,23	844,59	1421,1	1590,9	5477,1
	Сумарний шлях розгону, Sр, м	1,23	1,06	0,86	0,78	0,55	0,29	0,21	-0,07