ВАриант 11 / Zapiska_Tyagovaya_dinamika

2 ПОСТРОЕНИЕ ВНЕШНЕЙ СКОРОСТНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВИГАТЕЛЯ

Скоростная характеристикой двигателя представляет собой зависимость эффективной мощности РЕ и крутящего момента МЕ двигателя при установившемся режиме его работы от угловой скорости коленчатого вала двигателя ωЕ или частоты его вращения nЕ.

Скоростная характеристика двигателя, полученная при полной подаче топлива, называется внешней скоростной характеристикой, а скоростные характеристики, полученные при неполной подаче топлива – частичными.

Зависимость мощности двигателя от частоты вращения коленчатого вала двигателя аппроксимируется формулой кубического трехчлена:

Значение вращающего момента при различных оборотах рассчитываем по формуле:

Mei 9550 nPei , Нм

ei

Me 800 9550 39,8007 474,3Нм.

Для нахождения стендовых характеристик двигателя полученные значения мощностей и моментов, разделим на корректирующий коэффициент:

Результаты расчета приведены в таблице 2.1. Внешняя скоростная характеристика двигателя (ВХС) представлена на рисунке 2.1.

12

По данным таблицы 2.1 строим график внешней скоростной характеристики двигателя, который представлен на рисунке 2.1:

Рисунок 2.1 – Внешняя скоростная характеристика двигателя

13

3 ОЦЕНКА ТЯГОВО-СКОРОСТНЫХ СВОЙСТВ АВТОБУСА

3.1 Тяговая характеристика автобуса

3.1.1 Построение тяговой характеристики автобуса

Скорость движения автобуса определяется по формуле [1]

Окружная сила на передачах [1]:

Fk M e U КП ·U 0 тр ; r0

474,3 9,1·5,19 0,85

Fk1 800 40340,3 Н 0, 472

Последующие все табличные данные буду заноситься в таблицы, без подробного описания нахождения каждого значения.

Сила сопротивления качению колес автобуса при его движении по горизонтальной опорной поверхности определяется по формуле [1]:

F fV ·Ga ,

где fV – коэффициент сопротивления качению [1], fV = f0[1 + (0,006.V)2 ],

где f0 – коэффициент сопротивления качению колеса, катящегося с постоянной скоростью, не превышающей 50 км/ч, с постоянным радиусом (в расчете принят f0=0,007).

fV1(800) = 0,007 [1 + (0,006.(3,01))2 ]=0,0070;

F800 0,0070·115512,8 808,6Н.

1

Сила сопротивления воздуха [1]

FВ kВ·АВ·Va2 ,

где kB – коэффициент сопротивления воздуха, kB = 0,3; АВ – лобовая площадь автобуса, АВ = 6,1 м2.

FВ1 800 0,3·6,1· 3, 01 / 3, 6 2 1,3 Н

Результаты расчета сведены в таблицу 3.1.

14

Таблица 3.1 – Результаты расчета тяговой, динамической и характеристики ускорений

Продолжение таблицы 3.1

По данным таблицы 3.1 строим тяговую характеристику автобуса:

16

Рисунок 3.1 – Тяговая характеристика автобуса

3.1.2 Практическое использование тяговой характеристика автобуса

С помощью тяговой характеристики (рисунок 3.1) определяются основные показатели динамичности автобуса при его равномерном движении:

1)Максимальную скорость движения автобуса: Vmax=90 км/ч.

2)Максимально возможную силу сопротивления дороги, которую может преодолеть автобус:

Fψ max = Fk max – FВ

Fψ max = 43223,5 – 3,9 = 43219,6 Н

3) Максимальную окружную силу по сцеплению шин ведущих колес с дорогой:

17

Fφ max = φG

Fφ max = 0,8 84902 = 67921,6 Н

4) Критическая скорость VКРi движения автобуса по условиям величины окружной силы на ведущих колёсах и области устойчивого движения автобуса при полной нагрузке двигателя.

Критическая скорость на каждой передаче: VКР1 = 5,27 км/ч; VКР2 = 9,16 км/ч; VКР3 = 15,91 км/ч; VКР4 = 27,63 км/ч;

VКР5 = 48 км/ч.

VКР6 = 60 км/ч.

Значения особых точек тяговой характеристики автобуса приведены в таблице 3.2.

Таблица 3.2 – Особые точки тяговой характеристики автомобиля

3.2 Построение характеристики мощностного баланса автобуса

Значения мощностей, затрачиваемых на преодоление сил дорожного сопротивления и сопротивление воздуха (здесь скорость в м/с) определяются:

Pki = Pei ηтр ;

Pk6(800) = 39,7 0,85=33,7 кВт ; Pψi = FψiVa10-3 ;

fV6(800) = 0,007 [1 + (0,006.(34,29))2 ]=0,0073;

F800 0,0073·115512,8 843, 2 Н.

6

Pψ6(800) = 843,2 (34,29/3,6)10-3 =8 кВт;

PВi = FВiVai10-3 ;

FВ6 800 0,3·6,1· 34, 29 / 3, 6 2 166 Н

PВi = FВiVai10-3 ;

PВ6(800) = 166 (34,29/3,6)10-3 =1,6 кВт;

значения степени использования мощности И:

И = (Pψi + PВi) / Pki , И6(800) = (8 + 1,6) / 33,7 = 0,285.

18

Результаты расчета мощностной характеристики автобуса приведены в таблице 3.3.

Таблица 3.3 – Результаты расчета мощностной характеристики автобуса

19

Продолжение таблицы 3.3

По данным таблицы 3.3 строим мощностную характеристику автобуса, которая представлена на рисунке 3.2.

Рисунок 3.2 – Мощностная характеристика автобуса

3.3 Динамическая характеристика автобуса

3.3.1 Построение графика динамической характеристики автобуса

Методы силового и мощностного балансов затруднительно использовать при сравнении тягово-динамических свойств автобусов, имеющих различные веса и грузоподъемности, т.к. при движении их в одинаковых условиях силы и мощности, необходимые для преодоления суммарного дорожного

20

сопротивления различны. Поэтому применяют метод решения уравнения движения с помощью динамической характеристики.

Воспользуемся динамическим фактором – отношение свободной силы тяги к весу автобуса:

D = ( Fki – Fвi ) / Ga;

При построении динамической характеристики используем следующие допущения: 1) двигатель работает по внешней скоростной характеристике; 2) автобус движется по ровной горизонтальной дороге.

D1(800) = (40340,3 – 1,3) / 115512,8 = 0,349.

Результаты расчета сведены в таблицу 3.1. График динамической характеристики автобуса представлен на рисунке 3.3.

Рисунок 3.3 – Динамическая характеристика автобуса

21