Анализ тягово-скоростных свойств автотранспортного средства

3 Анализ тягово-скоростных свойств АТС

Целью анализа является определение возможностей одиночного автомобиля в заданных дорожных условиях.

В таблице 4 представлен массив исходных данных.

Коэффициент учета вращающихся масс δ рассчитывают для каждой передачи коробки по формуле

δ=1+((J_м·U_тр²·η_тр+∑J_ki)/m_a·r_k²).                                                                         (3.1)

Результаты расчета представим в таблице 4.

3.1 Расчет и анализ тяговой и динамической характеристик, графика ускорений

Тяговую и динамическую характеристики, т.е. зависимости силы тяги и динамического фактора от скорости, рассчитываем, используя данные внешней характеристики ДВС, а также исходные конструктивные и эксплуатационные параметры подвижного состава и дороги. В частности, для каждого значения частоты вращения коленвала ДВС и соответствующего значения крутящего момента последовательно определим.

Скорость подвижного состава, м/с

v_a=(0,105∙r_k∙n_e)/u_тр;                                                                                           (3.2)  

v_a=(0,105∙0,321∙600) ∕ 3,5∙3,9=1,48.

Силу тяги ведущих колес, Н

Р_т=М_е∙u_тр∙η_тр/r_k;                                                                                                 (3.3)

P_T=173,57∙3,5∙3,9∙0,91∙0,995∙0,96∙0,95 ∕ 0,321=6095.

Силу сопротивления воздуха, Н

Р_в=С_х∙ρ∙F·V_a²/2;                                                                                                 (3.4)   

P_в=0,32∙1,205∙2,18∙1,48² / 2=0,921.                                

где ρ=1,205 кг/м -плотность воздуха (при 20⁰С).

Коэффициент сопротивления качению в общем случае определяется по формуле

f=f₀·(1+(V_a²/1500));                                                                                           (3.5)

f=0.019∙(1+(1,48²/1500))≈0,019.

Коэффициент сопротивления дороги на подъемах с заданным уклоном  i  определяется по формуле

Ψ=f+I;                                                                                                                (3.6)

Ψ=0,019+0.09=0,109.

Сила сопротивления движению АТС на горизонтальном участке дороги, Н

Р_с=Р_в+m_a∙g∙f;                                                                                                     (3.7)

Р_с=0,921+1790∙10∙0,019=340,2.

а на подъеме с заданным уклоном

Р_с^п=Р_в+m_a·g·ψ;                                                                                                  (3.8)

Р_с^п=0,921+1790∙10∙0,109=1952.

Динамический фактор

D=(P_т-Р_в)/m_a·g;                                                                                                  (3.9)

D=(6095-0,921) / 1790∙10=0,34.

Ускорение АТС рассчитываем лишь для тех передач и скоростей движение, которых реализует условие (Р_т≥Р_с) на горизонтальных участках дороги, м/с²

j=(D-f)∙g/δ;                                                                                                      (3.10)

j=(0,34-0,019)∙10 / 1,305=2,46.

Расчет значений перечисленных параметров выполняем для всех передач переднего хода АТС, полученные результаты представим в таблице 5.

Используя полученные значения (табл. 5) V_a, P_т, Р_с, Р_с^п для всех передач переднего хода, построим график тяговой характеристики АТС рис. 2.

Для оценки влияния сцепных свойств ведущих колес на тяговые свойства АТС рассчитаем динамический фактор по сцеплению для трех значений коэффициентов сцепления ( V_min, V_cр, V_max), полученные значения представим в таблицу 6:

φ=0,1 (лед);

φ=0,45 (заданное значение);

φ=0,9 (сухой асфальтобетон).

D_φ=(R_zв∙φ-Р_в)/m_ag,                                                                                          (3.11)

где  R_zв- нормальные реакции дороги, действующие на ведущие колеса.

Результаты анализа ДХ представим в табл. 6. значениями максимально возможной скорости V_{a max} на горизонтальной дороге и на полъеме с заданными значениями f и i, скорости V_{D max},  обеспечивающей максимальную силу тяги, уклона i_max, который может преодолевать АТС при заданном f.

Таблица 4 – Массив исходных данных для анализа тягово-скоростных свойств