Тяговая характеристика автомобиля

Тяговая характеристика автомобиля представляет собой график изменения тяговых сил на ведущих колесах автомобиля на всех передачах переднего хода в зависимости от скорости движения.

Расчет тяговых сил производится по формуле

P_т = , (3)

где u_тр – передаточное число трансмиссии автомобиля;

_тр - коэффициент полезного действия трансмиссии;

r_к – радиус колеса.

P_т1 = = 13332,5 Н

P_т1 = = 11146,5 Н

P_т1 = = 12690 Н

P_т1 = = 10231,3 Н

P_т1 = = 9109,8 Н

P_т2 = = 7691,8 Н

P_т2 = = 6430,6 Н

P_т2 = = 7321,1 Н

P_т2 = = 5902,7 Н

P_т2 = = 5255,7 Н

P_т3 = = 4551 Н

P_т3 = = 3804,8 Н

P_т3 = = 4331,7 Н

P_т3 = = 3492,4 Н

P_т3 = = 3109,6 Н

P_т4 = = 3269 Н

P_т4 = = 2733 Н

P_т4 = = 3111,5 Н

P_т4 = = 2508,6 Н

P_т4 = = 2233,7 Н

P_т5 = = 2820,3 Н

P_т5 = = 2357,9 Н

P_т5 = = 2684,4 Н

P_т5 = = 2164,3 Н

P_т5 = = 1927,1 Н

Скорость автомобиля при включенной i -й передаче в коробке передач

= 0,105 , (4)

где n_x- частота вращения коленчатого вала двигателя (выбранные 5 - 6 значений) об/мин;

r_к - кинематический радиус колеса, определяемый по формуле:

r_к = 0,5d + В, (5)

где d и В - размер шин, мм;

∆ = Н/В;

λ_см ≈ 0,8…0,9 - коэффициент, учитывающий смятие колеса под нагрузкой.

Размер шин 175/80 R16

Передаточное число трансмиссии автомобиля при включенной i-й передаче в коробке передач определяется по формуле:

= , (6)

где u_кпi, u_д и u_г - передаточные числа коробки передач при включенной i-й передаче, дополнительной коробки и главной передачи соответственно;

i - номер включенной передачи в коробке передач.

r_к = 0,5 · 406,4 + 0,80 · 0,84 · 175 = 320,8 мм = 0,32 м

u_тр1= 4,05 · 5,125 = 20,8

u_тр2= 2,34 · 5,125 = 12

u_тр3= 1,395 · 5,125 = 7,1

u_тр4= 1,0 · 5,125 = 5,1

u_тр5= 0,849 · 5,125 = 4,4

= 0,105 = 1,29 м/мин.

= 0,105 = 2,42 м/мин.

= 0,105 = 4,36 м/мин.

= 0,105 = 7,27 м/мин.

= 0,105 = 7,996 м/мин.

= 0,105 = 2,24 м/мин.

= 0,105 = 4,2 м/мин.

= 0,105 = 7,56 м/мин.

= 0,105 = 12,6 м/мин.

= 0,105 = 13,86 м/мин.

= 0,105 = 3,79 м/мин.

= 0,105 = 7,1 м/мин.

= 0,105 = 12,78 м/мин.

= 0,105 = 21,3 м/мин.

= 0,105 = 23,43 м/мин.

= 0,105 = 5,27м/мин.

= 0,105 = 9,88 м/мин.

= 0,105 = 17,79 м/мин.

= 0,105 = 29,65 м/мин.

= 0,105 = 32,61 м/мин.

= 0,105 = 6,11 м/мин.

= 0,105 = 11,45 м/мин.

= 0,105 = 20,62 м/мин.

= 0,105 = 34,36 м/мин.

= 0,105 = 37,8 м/мин.

На тяговой характеристике необходимо построить кривую суммарного сопротивления движению автомобиля при движении по горизонтальной дороге. Для этого необходимо рассчитать силы сопротивления качению и воздуха.

Задаться пятью - шестью значениями скорости автомобиля от v_min до v_max и рассчитать при этих значениях:

Силу сопротивления воздуха на каждой передаче

Р_вi= k_вF_а , (7)

где k_в - коэффициент обтекаемости автомобиля, Н×с²/м⁴;

F _а - площадь лобового сопротивления автомобиля (площадь Миделя), м²;

Р_в1 = 0,6 · 4,334 ·1,29²= 4,34 Н

Р_в1 = 0,6 · 4,334 ·2,42²= 15,27 Н

Р_в1 = 0,6 · 4,334 ·4,36²= 49,47 Н

Р_в1 = 0,6 · 4,334 ·7,27²= 137,41 Н

Р_в1 = 0,6 · 4,334 ·7,996²= 166,27 Н

Р_в2 = 0,6 · 4,334 ·2,24²= 13,05 Н

Р_в2 = 0,6 · 4,334 ·4,2²= 45,87 Н

Р_в2 = 0,6 · 4,334 ·7,56²= 148,62 Н

Р_в2 = 0,6 · 4,334 ·12,6²= 412,84 Н

Р_в2 = 0,6 · 4,334 ·13,86²= 499,54 Н

Р_в3 = 0,6 · 4,334 ·3,79²= 37,27 Н

Р_в3 = 0,6 · 4,334 ·7,1²= 131,03 Н

Р_в3 = 0,6 · 4,334 ·12,78²= 424,55 Н

Р_в3 = 0,6 · 4,334 ·21,3²= 1179,31 Н

Р_в3 = 0,6 · 4,334 ·23,43²= 1426,96 Н

Р_в4 = 0,6 · 4,334 ·5,27²= 72,24 Н

Р_в4 = 0,6 · 4,334 ·9,88²= 253,96 Н

Р_в4 = 0,6 · 4,334 ·17,79²= 822,82 Н

Р_в4 = 0,6 · 4,334 ·29,65²= 2285,62 Н

Р_в4 = 0,6 · 4,334 ·32,61²= 2765,6 Н

Р_в5 = 0,6 · 4,334 ·6,12²= 97,05 Н

Р_в5 = 0,6 · 4,334 ·11,45²= 341,19 Н

Р_в5 = 0,6 · 4,334 ·20,62²= 1105,46 Н

Р_в5 = 0,6 · 4,334 ·34,36²= 3070,71 Н

Р_в5 = 0,6 · 4,334 ·37,8²= 3715,56 Н

Силу сопротивления качению

P_f=G_a· f, (8)

где G _a – вес автомобиля, Н;

f – коэффициент сопротивления качению, определяемый по формуле:

f = f₀ (1+ A ), (9)

где f₀ - табличное значение коэффициента сопротивления качению;

А= 7∙10^-4 с²/м² - постоянный коэффициент;

v_i – скорость автомобиля, м/с.

f₀ =0,02 – асфальтобетонное покрытие в удовлетворительном состоянии

f₁ = 0,02(1+7 · 10^-4 · 1,29²) = 0,020018

f₁ = 0,02(1+7 · 10^-4 · 2,42²) = 0,020034

f₁ = 0,02(1+7 · 10^-4 · 4,36²) = 0,020061

f₁ = 0,02(1+7 · 10^-4 · 7,27²) = 0,020102

f₁ = 0,02(1+7 · 10^-4 · 7,996²) =0,020112

f₂ = 0,02(1+7 · 10^-4 · 2,24²) = 0,020031

f₂ = 0,02(1+7 · 10^-4 · 4,2²) = 0,020059

f₂ = 0,02(1+7 · 10^-4 · 7,56²) =0,020106

f₂ = 0,02(1+7 · 10^-4 · 12,6²) =0,020176

f₂ = 0,02(1+7 · 10^-4 · 13,86²) = 0,020194

f₃ = 0,02(1+7 · 10^-4 · 3,79²) = 0,020053

f₃ = 0,02(1+7 · 10^-4 · 7,1²) = 0,020099

f₃ = 0,02(1+7 · 10^-4 · 12,78²) = 0,020179

f₃ = 0,02(1+7 · 10^-4 · 21,3²) = 0,020298

f₃ = 0,02(1+7 · 10^-4 · 23,43²) = 0,020328

f₄ = 0,02(1+7 · 10^-4 ·5,27 ²) = 0,020074

f₄ = 0,02(1+7 · 10^-4 · 9,88²) = 0,020138

f₄ = 0,02(1+7 · 10^-4 · 17,79²) = 0,020249

f₄ = 0,02(1+7 · 10^-4 · 29,65²) = 0,020415

f₄ = 0,02(1+7 · 10^-4 · 32,61²) = 0,020457

f₅ = 0,02(1+7 · 10^-4 · 6,12²) = 0,020086

f₅ = 0,02(1+7 · 10^-4 · 11,45²) = 0,02016

f₅ = 0,02(1+7 · 10^-4 · 20,62²) = 0,020289

f₅ = 0,02(1+7 · 10^-4 · 34,36²) = 0,020481

f₅ = 0,02(1+7 · 10^-4 · 37,8²) = 0,020529

G_a= 2160кг = 21182,4 Н

P_f1= 21182,4 · 0,020018 =424,03Н

P_f1= 21182,4 · 0,020034 =424,37Н

P_f1= 21182,4 · 0,020061=424,94Н

P_f1= 21182,4 · 0,020102 =425,8Н

P_f1= 21182,4 · 0,020112=426,02Н

P_f2= 21182,4 · 0,020031 = 424,31Н

P_f2= 21182,4 · 0,020059 = 424,89Н

P_f2= 21182,4 · 0,020106= 425,89Н

P_f2= 21182,4 · 0,020176 = 427,38Н

P_f2= 21182,4 · 0,020194 = 427,76Н

P_f3= 21182,4 · 0,020053= 424,77Н

P_f3= 21182,4 · 0,020099= 425,75Н

P_f3= 21182,4 · 0,020179= 427,44Н

P_f3= 21182,4 · 0,020298= 429,96Н

P_f3= 21182,4 · 0,020328= 430,59Н

P_f4= 21182,4 · 0,020074= 425,21Н

P_f4= 21182,4 · 0,020138= 426,58Н

P_f4= 21182,4 · 0,020249= 428,92Н

P_f4= 21182,4 · 0,020415= 432,44Н

P_f4= 21182,4 · 0,020457= 433,32Н

P_f5= 21182,4 · 0,020086= 425,46Н

P_f5= 21182,4 · 0,02016= 427,04Н

P_f5= 21182,4 ·0,020289 = 429,76Н

P_f5= 21182,4 · 0,020481= 433,84Н

P_f5= 21182,4 · 0,020529= 434,86Н

Суммарную силу сопротивления движению автомобиля

Р_с= Рв + Р_f, (10)

Р_с1 = 4,34+424,03 = 428,37 Н

Р_с1 = 15,27 + 424,37 = 439,63 Н

Р_с1 = 49,47 + 424,94 = 474,41 Н

Р_с1 = 137,41 + 425,8 = 563,21 Н

Р_с1 = 426,02 + 426,02= 592,28 Н

Р_с2= 13,08 + 424,31= 437,36 Н

Р_с2 = 45,87 + 424,89 = 470,76 Н

Р_с2 = 148,62 + 425,89 = 574,51 Н

Р_с2 = 412,84 + 427,38 = 840,22 Н

Р_с2 = 499,54 +427,76 = 927,29 Н

Р_с3 = 37,27 + 424,77 = 462,04 Н

Р_с3 = 131,03 + 425,75 = 556,79 Н

Р_с3 = 424,55 + 427,44 = 851,99 Н

Р_с3 = 1179,31 + 429,96 = 1609,27 Н

Р_с3 = 1426,96 + 430,59 = 1857,56 Н

Р_с4 = 72,24 + 425,21= 497,45 Н

Р_с4 = 253,96 + 426,58 = 680,54 Н

Р_с4 = 822,82 + 428,92 = 1251,75 Н

Р_с4 = 2285,62 + 432,44 = 2718,06 Н

Р_с4 = 2765,6 + 43332 = 3198,92 Н

Р_с5 = 97,05 +425,46 = 522,51 Н

Р_с5 = 341,19 + 427,05 = 768,24 Н

Р_с5 = 1105,46 + 429,76 = 1535,22 Н

Р_с5 = 3070,71 + 433,84 = 3504,55 Н

Р_с5 = 3715,56 + 434,86 = 4150,42 Н

На основании расчетов построим график силового баланса.

Рис.1. График силового баланса

Рис.2. Внешняя скоростная характеристика двигателя