Тяговый и динамический расчет автомобиля ВАЗ-2105 (стр. 5 из 9)

Рисунок 3.1 Тяговая характеристика автомобиля

Практическое использование тяговой характеристики автомобиля

По тяговой характеристике автомобиля определяем следующие показатели:

1. Максимальную скорость движения автомобиля. Ее определяют по абсциссе: точки пересечения кривых, совместной силы сопротивления воздуха и дорожного сопротивления и силы тяги на высшей передаче. У данного автомобиля сила тяги на высшей передаче, при максимальных оборотах двигателя больше совместной силы сопротивления воздуха и дорожного сопротивления. Можно сделать заключение, что у данного автомобиля имеется запас силы тяги, который позволит двигаться автомобилю по дороге с уклоном без снижения скорости.

Максимальная скорость движения автомобиля: V_max = 145 км/ч.

2. Окружная сила F_кv при максимальной скорости V_max:

Н.

3. Максимальная окружная сила на высшей передаче F_к4max: F_к4max = 1265,8 Н.

4. Максимальная окружная сила F_кmax, развиваемая на ведущих колесах автомобиля: F_кmax = 4645,6 Н.

5. Минимальная устойчивая скорость движения автомобиля V_min: V_min = 3,953 км/ч.

6. Максимальная окружная сила по сцеплению шин ведущих колес с дорогой F_φ:

;

(3.6)

Н.

На данном покрытии (асфальтобетонное шоссе) сила сцепления ведущих колес с дорогой больше максимального значения окружной силы тяги.

7. Критическая скорость движения автомобиля по условию величины окружной силы на высшей передаче V_к4: V_к4 = 82,215 км/ч.

8. Скоростной диапазон автомобиля на высшей передаче dV₄:

;

(3.7)

9. Силовой диапазон автомобиля на высшей передаче dF₄:

;

(3.8)

Динамическая характеристика автомобиля

Методы силового и мощностного балансов затруднительно использовать при сравнении тягово-динамических свойств автомобилей, имеющих различные веса и грузоподъемности, т. к. при движении их в одинаковых условиях силы и мощности, необходимые для преодоления суммарного дорожного сопротивления различны. От этого недостатка свободен метод решения уравнения движения с помощью динамической характеристики. Поэтому воспользуемся методом решения уравнения движения с помощью динамической характеристики.

Графическая зависимость динамического фактора от скорости движения автомобиля при различных передачах и полной нагрузке называется динамической характеристикой.

Построение динамической характеристики

При построении динамической характеристики используем следующие допущения:

1) двигатель работает по внешней скоростной характеристике;

2) автомобиль движется по ровной горизонтальной дороге.

С целью построения динамической характеристики воспользуемся безразмерной величиной D - динамическим фактором, равным отношению свободной силы тяги (F_к - F_в) к силе тяжести автомобиля G_a:

(3.9)

Для расчета динамического фактора D и построения динамической характеристики используют значения F_к_i и F_в в функции скорости движения автомобиля V на различных передачах.

Таким образом имеем:

(3.10)

Производим расчеты:

Последующие расчеты ведем аналогично. Результаты расчетов заносим в таблицу 3.3. Полученные значения наносим на динамическую характеристику.

Для решения уравнения движения на динамическую характеристику наносится зависимость коэффициента сопротивления дороги ψ от скорости. Поскольку в нашем случае дорога без уклона ψ = f.

(3.11)

Производим расчет:

Последующие расчеты ведем аналогично. Результаты расчетов заносим в таблицу 3.4. Полученные значения наносим на динамическую характеристику.

По рассчитанным значениям строим тяговую характеристику автомобиля (рисунок 3.2).

Таблица 3.3 Результаты расчетов динамического фактора D

№ 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	D₁	V₂, км/ч	D₂	V₃, км/ч	D₃	V₄, км/ч	D₄
1	600	3,953	0,2341	6,909	0,1339	10,668	0,0865	14,509	0,0634
2	800	5,271	0,2483	9,212	0,142	14,224	0,0916	19,345	0,0669
3	1000	6,589	0,2612	11,515	0,1492	17,78	0,0962	24,181	0,07
4	1200	7,907	0,273	13,818	0,1559	21,336	0,1003	29,017	0,0727
5	1400	9,224	0,284	16,121	0,1621	24,892	0,104	33,853	0,0751
6	1600	10,542	0,2937	18,424	0,1675	28,448	0,1073	38,689	0,0771
7	1800	11,86	0,3027	20,727	0,1725	32,004	0,1102	43,526	0,0787
8	2000	13,178	0,3106	23,029	0,1769	35,56	0,1127	48,362	0,08
9	2200	14,495	0,3176	25,332	0,1807	39,116	0,1147	53,198	0,0809
10	2400	15,813	0,3235	27,635	0,1839	42,672	0,1164	58,034	0,0814
11	2600	17,131	0,3285	29,938	0,1865	46,228	0,1176	62,87	0,0816
12	2800	18,449	0,3325	32,241	0,1885	49,784	0,1184	67,707	0,0815
13	3000	19,766	0,3354	34,544	0,19	53,34	0,1188	72,543	0,0809
14	3200	21,084	0,3374	36,847	0,1908	56,896	0,1188	77,379	0,08
15	3400	22,402	0,3384	39,15	0,1911	60,452	0,1184	82,215	0,0788
16	3600	23,72	0,3383	41,453	0,1907	64,008	0,1175	87,051	0,0771
17	3800	25,037	0,3374	43,756	0,1899	67,564	0,1163	91,887	0,0752
18	4000	26,355	0,3354	46,059	0,1884	71,12	0,1145	96,724	0,0728
19	4200	27,673	0,3325	48,362	0,1864	74,676	0,1125	101,56	0,0701
20	4400	28,991	0,3285	50,665	0,1837	78,232	0,1099	106,396	0,067
21	4600	30,309	0,3235	52,968	0,1805	81,788	0,107	111,232	0,0635
22	4800	31,626	0,3175	55,271	0,1767	85,344	0,1036	116,068	0,0597
23	5000	32,944	0,3106	57,574	0,1722	88,9	0,0999	120,905	0,0556
24	5200	34,262	0,3026	59,877	0,1673	92,456	0,0957	125,741	0,051
25	5400	35,58	0,2937	62,18	0,1617	96,012	0,0911	130,577	0,0461
26	5600	36,897	0,2837	64,482	0,1555	99,568	0,0861	135,413	0,0408
27	5800	38,215	0,2728	66,785	0,1487	103,125	0,0806	140,249	0,0352
28	6000	39,533	0,2609	69,088	0,1414	106,681	0,0748	145,086	0,0292

Таблица 3.4 Результаты расчетов коэффициента сопротивления дороги ψ

№ п/п	V_a, км/ч	ψ
1	0	0,008
2	10	0,008
3	20	0,008
4	30	0,008
5	40	0,008
6	50	0,009
7	60	0,009
8	70	0,009
9	80	0,01
10	90	0,01
11	100	0,011
12	110	0,011
13	120	0,012
14	130	0,013
15	140	0,014
16	150	0,014
17	160	0,015