13.Мощностнойбалансавтомобиля

При движении автомобиля тяговая мощность, подводимая к ведущим колесам, затрачивается на преодоление сопротивления движению. По аналогии с уравнением силового баланса можно записать уравнение мощностного баланса автомобиля:

Nт=Nк + Nп + Nв + Nи ,                                                    (3.24)

или

Nт=Nд + Nв + Nи

которое выражает соотношение между тяговой мощностью на ве­дущих колесах и мощностями, теряемыми на преодоление сопро­тивления движению. Уравнение позволяет определить режим дви­жения автомобиля в любой момент.

С помощью уравнения (3.24) строят график мощностного ба­ланса автомобиля, включающий в себя зависимости от скорости движения эффективной и тяговой мощностей, а также мощнос­тей, затрачиваемых на преодоление сопротивления движению.

При построении графика мощностного баланса (рис. 3.28) сна­чала наносят кривые эффективной Ne и тяговой Nт мощностей в зависимости от скорости движения автомобиля на различных пе­редачах. Далее строят кривую мощности, теряемой на преодоле­ние сопротивления дороги Nд. Потом от кривой мощности Nд от­кладывают вверх значения мощности Nв, затрачиваемой на пре­одоление сопротивления воздуха при разных значениях скорости движения.

Кривая суммарной мощности Nд + Nв определяет тяговую мощ­ность, необходимую для равномерного движения автомобиля. При любой скорости движения вертикальный отрезокN3, заключен­ный между кривыми Nт и Nд+ Nв, характеризует запас мощнос­ти. При данной скорости запас мощности может быть израсходо­ван на разгон автомобиля, преодоление дополнительного дорож­ного сопротивления (например, подъема) или увеличение гру­зоподъемности путем буксировки прицепа. При одной и той же скорости движения запас мощности на низших передачах боль­ше, чем на высших. Следовательно, при увеличении передаточ­ного числа трансмиссии запас мощности возрастает. Поэтому повышенные дорожные сопротивления преодолевают на низших передачах.

Отрезок, заключенный между кривыми Ne и Nт, характеризует механические и гидравлические потери мощности в трансмиссии на трение, которые учитываются коэффициентом полезного дей­ствия трансмиссии.

С помощью графика мощностного баланса можно оценить тя-гово-скоростные свойства автомобиля, решая различные задачи.

14. Время и путь разгона определяют графоаналитическим методом, скорость, до которой разгоняют автомобиль равна 80 км/ч (22,2 м/с). График обратного ускорения (рис. 1.7.) разбивается на рад интервалов скоростей, в каждом из которых определяется площадь, заключенная между кривой величин, обратных ускорению и осью абсцисс, эта площадь Fi времени движения Dti=Fi=(Vi+1-Vi)/jiср. Общее время разгона  .

Т. к. Dtп- время переключения передач равно 2 сек, то tразгона=17,4+2=19,4 сек

При расчете условно считается, что разгон на каждой передаче определяется при максимальной угловой частоте вращения вала двигателя. Падение скорости за время переключения передач определяется по формуле:  , где d'- коэффициент учета вращающихся масс автомобиля, когда двигатель отсоединен от колес автомобиля, равен 1,04.

Расчет времени разгона на следующей передаче производится с учетом уменьшения скорости за время переключения.

3.2.5. Определение пути и времени разгона

         Для определения пути и времени разгона автомобиля до заданной скорости  используют графоаналитический метод. Для этого диаграмму ускорений разбивают (каждую кривую) на 5 – 10 равных интервалов.
         При определении пути и времени разгона до заданной скорости применяется ряд допущений:

         1. В каждом интервале автомобиль движется с постоянным средним   ускорением, jср.

         2. В каждом интервале автомобиль движется с постоянной средней скоростью, Vср.



Рис. 3.9. Пример скоростной характеристики «разгон-выбег»
         Скоростная характеристика «разгон-выбег» рассчитывается по следующим формулам:

         1. Среднее ускорение дляпервого:



 ;                                                                      (3.23)

                                                                 (3.24)

         2. Средняя скорость:

;                                                               (3.25)

                                                                       (3.26)

         3. Время разгона для интервала:

                                                                 (3.27)

         4. Время разгона автомобиля до максимальной скорости:

                                   (3.28)

         5. Путь, проходимый автомобилем для интервала:

                                                              (3.29)

         6. Расстояние, проходимое автомобилем:

                          (3.30)

15 Топливная экономичность автомобиля.

          Одним из основных топливная экономичность как эксплутационного свойства принято считать количество топлива, расходуемое на 100 км пути при равномерном движении с определенной скоростью в заданных дорожных условиях. На характеристике наноситься ряд кривых, каждая из которых соотвествует определенным дорожным условиям; при выполнении работы рассматривается три коэффициента дорожного сопротивления: 0,04, 0,07, 010.

          Расход топлива, л/100 км:

                              ,

где:  -- мгновенный расход топлива двигателем автомобиля, л;

где  -- время прохождения 100 км пути, = .

          Отсюда при учитывании мощности двигателя затрачиваемую на преодоление сопротивления дороги и воздуха получаем:

           .(17)

          Для наглядного представления о экономичности строится характеристика. На оси ординат откладывается расход топлива, на оси абсцисс скорость движения.

          Порядок построения следующий. Для различных скоростных режимов движения автомобиля из зависимости

                              ,

определяют значение частоты вращения коленчатого вала двигателя.

          Зная частоту вращения двигателя из соответствующих скоростных характеристик определяют значения g.

          По формуле 17 определяют мощность двигателя (выражение в квадратных скобках), требуемую для движения автомобиля с разными скоростями на одной из заданных дорог, характеризуемых соответствующим значением сопротивления: 0,04, 0,07, 0,10  .

Расчеты ведутся до скорости, при которой двигатель загружается на  максимальную мощность. Переменной величиной при этом является только скорость движения и сопротивление воздуха, все остальные показатели берутся из предыдущих расчетов.

          Подставляя найденные для разных скоростей подсчитывают искомые значения расхода топлива.

                                                                                                Таблица № 6.

Для анализа экономической характеристики на ней проводится две резюмирующие кривые: огибающая кривая а-а максимальных скоростей движения на разных дорогах, по величине полного использования установленной мощности двигателя и кривая с-с наиболее экономичных скоростей.

          2.1. Анализ экономической характеристики.

1.   Определить на каждом дорожном покрытии (почвенном фоне) наиболее экономичные скорости движения. Указать их значения и величины расхода топлива.  Наиболее экономичная скорость, как и следовало ожидать на твердом покрытии, на скорости равной половине максимальной расход топлива равен 14,5 л/100 км.

2.   Объяснить характер изменения экономичности при отклонении от экономической скорости вправо и влево. При отклонении вправо увеличивается удельный расход топлива на кВт, при отклонении влево возрастает весьма резко воздушное сопротивление.

          3. Определить контрольный расход топлива. 14,5 л/100 км.

          4. Сравнить полученный контрольный расход топлива с аналогичным показателем автомобиля-прототипа. У прототипа контрольный расход равен полученному.

          5. Исходя из запаса хода автомобиля (суточного), пройденного по  дороге с улучьшеным покрытием, определить ориентировочную вместимость  топливного бака (в л) по зависимости:

                              .