Тяговый расчет автомобиля

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Расчет тяговой динамики и топливной экономичности автомобиля

1.1 Определение полной массы автомобиля и распределение её по осям

1.2 Расчет координат центра тяжести автомобиля

1.3 Выбор шин

1.4 Расчет скоростной характеристики двигателя

1.5 Определение передаточных чисел трансмиссии

1.5.1 Передаточное число главной передачи

1.5.2 Передаточные числа коробки передач

1.6 Расчет силового баланса автомобиля

1.7 Расчет мощностного баланса

1.8 Расчет динамического паспорта автомобиля

1.8.1 Динамическая характеристика автомобіля

1.8.2 Расчет номограммы нагрузок

1.8.3 Расчет графика контроля буксования

1.9 Определение ускорений, времени и пути разгона автомобиля

1.9.1 Определение ускорений

1.9.2 Определение времени разгона

1.9.3 Определение пути разгона автомобиля

1.10 Расчет топливной экономичности автомобиля

1.11 Сравнительная характеристика и анализ спроектированного автомобиля

2 Определение параметров сцепления

2.1 Параметры дисков

2.2 Диаметр вала сцепления

2.3 Удельная работа буксования

2.4 Расчет на нагрев

Выводы

Литература

Введение

Тяговый расчет является необходимым элементом проектирования автомобиля. По результатам тягового расчета определяются основные динамические показатели автомобиля, дается оценка динамических качеств путем сравнения их с аналогичными показателями других существующих конструкций. В процессе выполнения тягового расчета определяются такие важные величины, как максимальная мощность двигателя, передаточные числа элементов трансмиссии.

1. Расчет тяговой динамики и топливной экономичности автомобиля

1.1 Определение полной массы автомобиля и распределение её по осям

Полная масса автомобиля в соответствии с заданием равна m = 1660 кг

Распределение нагрузки по осям принимаем по 50%.

m₁ = m₂ = 1660/2 = 830 кг

1.2 Расчет координат центра тяжести автомобиля

Расчет координат центра тяжести автомобиля производится по формулам:

а = m₂ЧL/m; (1)

b = m₁ЧL/m, (2)

где a, b - соответственно, расстояния от передней оси и задней оси до центра тяжести автомобиля, м;

L - база автомобиля, м;

m₁, m₂ - соответственно масса автомобиля, приходящаяся на переднюю и заднюю оси, кг;

m - полная (максимально разрешенная) масса автомобиля, кг.

а = m₂ Ч L/m = 830 Ч 2,552/1660 = 1,276 м

b = m₁ЧL/m = 830 Ч 2,552/1660 = 1,276 м

Высота центра тяжести над поверхностью дороги принимается для легковых автомобилей:

h = 0,25L = 0,25 Ч 2,552 = 0,638 м

1.3 Выбор шин

Максимальная нагрузка m_ш на одну шину определяется из выражения:

m_ш1 = m₁/i₁; (3)

m_ш2 = m₂/i₂, (4)

где i₁ и i₂ соответственно количество шин, установленных на передней и задней осях.

m_ш1 = m₁/i₁ = 830/2 = 415 кг

m_ш2 = m₂/i₂ = 830/2 = 415 кг

Максимальная нагрузка на шину должна учитывать перераспределение массы автомобиля при интенсивном разгоне и экстренном торможении, которое учитывается коэффициентом перераспределения m_p.

m_p1 = m_p2 = 1.35,

где m_p1 - коэффициент, учитывающий увеличение нагрузки на переднюю ось при торможении;

m_p2 - коэффициент, учитывающий увеличение нагрузки на заднюю ось при интенсивном разгоне.

Выбираем шины, которые рекомендует завод изготовитель: 175/70 R14

Выбрав размер и тип шины, определяют номинальный радиус колеса r_н, который в данном расчете принимают за радиус качения r, м:

r_н ? r = 0,0127Ч(d+1.7ЧB), (5)

где d и B соответственно диаметр обода и ширина профиля шины в дюймах.

r_н ? r = 0,0127Ч(14+1.7Ч7,22) = 0,33 м

1.4 Расчет скоростной характеристики двигателя

Скоростная характеристика двигателя - это зависимость мощности и крутящего момента от частоты вращения коленчатого вала.

В случае, если максимальная мощность двигателя N_max известна по автомобилю-прототипу, внешнюю скоростную характеристику можно рассчитать по формуле Р.С. Лейдермана:

N_e = N_maxЧ[aЧn_e/n_N + bЧ(n_e/n_N)² - cЧ(n_e/n_N)³], (6)

где a, b, c - коэффициенты, учитывающие тип двигателя, форму камеры сгорания двигателя;

n_N - значения частоты оборотов коленчатого вала при максимальной мощности, об/мин;

n_e - текущее значение оборотов, для которого определяется мощность;

а = b = c = 1 - для автомобилей с бензиновыми двигателями;

Необходимо найти 6 - 8 значений мощности в диапазоне от минимально устойчивого числа оборотов двигателя n_min до максимальных оборотов n_max.

n_min = (950-1000) об/мин - для автомобилей с бензиновым двигателем;

Максимальное число оборотов двигателя n_max принимается из следующих соотношений:

n_max = (1,05-1,16) n_N - для бензиновых двигателей;

n_max = 1,1Ч 5250 = 5775 об/мин

Тогда:

N_emin = 77Ч[1Ч1000/5250 + 1Ч(1000/5250)² - 1Ч(1000/5250)³ = 16,93 кВт

N_e1 = 77Ч[1Ч2000/5250 + 1Ч(2000/5250)² - 1Ч(2000/5250)³ = 36,25 кВт

N_e2 = 77Ч[1Ч3000/5250 + 1Ч(3000/5250)² - 1Ч(3000/5250)³ = 69,31 кВт

N_e3 = 77Ч[1Ч4000/5250 + 1Ч(4000/5250)² - 1Ч(4000/5250)³ = 76,66 кВт

N_e4 = 77Ч[1Ч5000/5250 + 1Ч(5000/5250)² - 1Ч(5000/5250)³ = 77,0 кВт

N_eN = 77Ч[1Ч5000/5250 + 1Ч(5000/5250)² - 1Ч(5000/5250)³ = 77,0 кВт

Крутящий момент двигателя для принятых оборотов коленчатого вала определяется по формуле:

М_е = 9555,3Ч(N_e/n_e), Нм (7)

М_еmin = 9555,3Ч(16,93/1000) = 161,75 Нм

М_е1 = 9555,3Ч(36,25/2000) = 173,19 Нм

М_е2 = 9555,3Ч(54,78/3000) = 174,47 Нм

М_е3 = 9555,3Ч(64,69/4000) = 165,57 Нм

М_е4 = 9555,3Ч(74,41/5000) = 146,5 Нм

М_еN = 9555,3Ч(77,0/5250) = 140,14 Нм

М_еmax = 9555,3Ч(75,38/5775) = 124,73 Нм

Таблица 1 - Значения мощности и крутящего момента

ne, об/мин	nmin	ne1	ne2	ne3	ne4	nN	nmax
Ne, кВт	16,93	36,25	54,78	64,69	74,41	77,0	75,38
Me, Нм	161,75	173,19	174,47	165,57	146,5	140,14	124,73

Рисунок 1 - Внешняя скоростная характеристика Volkswagen Polo Sedan

1.5 Определение передаточных чисел трансмиссии

1.5.1 Передаточное число главной передачи

Передаточное число главной передачи i₀ определяется исходя из обеспечения заданной скорости движения автомобиля:

i₀ = (0.377Чn_maxЧr)/( i_kЧ i_pkЧV_max), (8)

где r - радиус качения колеса, м;

n_max - максимальные обороты коленчатого вала двигателя, об/мин;

i_k - передаточное число коробки передач на прямой передаче;

i_pk - передаточное число раздаточной коробки на повышенной передаче;

V_max - максимальная скорость автомобиля на прямой передаче, км/ч;

Если высшей передачей, на которой достигается максимальная скорость, является повышающая, то i_k следует задаться в пределах 0,78-0,82.

Передаточным числом в раздаточной коробке на повышенной ступени следует задаться в пределах 1,0 - 1,2.

i₀ = (0.377Ч5775Ч0,33)/( 0,78 Ч 1Ч190) = 4,85

1.5.2 Передаточные числа коробки передач

При определении передаточных чисел коробки передач вначале необходимо найти передаточное число первой передачи. Оно определяется из условия преодоления автомобилем максимального сопротивления дороги ш_max1:

(M_maxЧзЧi_k1Чi₀Чi_pк)/r ? (mЧgЧ ш_max1), (9)

i_k1 ? (mЧgЧ ш_max1Чr)/(M_maxЧзЧ i₀Чi_pк), (10)

где ш_max1 - коэффициент суммарного сопротивления дороги, преодолеваемого автомобилем на первой передаче;

ш_max1 = (0,30 - 0,40)

Меньшие значения относятся к легковым автомобилям.

i_k1 ? (1660 Ч 9,81 Ч 0,3 Ч 0,33)/(174,47Ч0,9Ч 4,85 Ч 1) = 2,12

Во избежание буксования ведущих колес должно быть выполнено условие:

(M_maxЧзЧi_k1Чi₀Чi_pк)/r ? (m_iЧgЧцЧ m_pi), (11)

где ц - коэффициент сцепления колес с дорогой ц = (0,6-0,8);

m_i - масса автомобиля, приходящаяся на переднюю или заднюю ось, в зависимости от типа привода автомобиля;

m_pi - коэффициент перераспределения нормальных реакций дороги, m_p1 = 0,8 - коэффициент перераспределения нормальных реакций дороги при разгоне переднеприводных автомобилей..

i_k1 ? (m_iЧgЧцЧ m_piЧr)/ (M_maxЧзЧ i₀Чi_pк) (12)

i_k1 ? (830 Ч 9,81 Ч 0,7 Ч 0,8 Ч 0,33)/ (174,47 Ч 0,9 Ч 4,85 Ч 1) = 1,98

Передаточные числа промежуточных ступеней коробки передач определяются из выражения:

(13)

где n - число ступеней коробки передач;

m - порядковый номер рассчитываемой передачи.

При наличии ускоряющих передач, последние выбирают из условия (0,78 - 0,82) от прямой.

1.6 Расчет силового баланса автомобиля

Силовой баланс автомобиля выражается зависимостью:

Р_Т = Р_Д + Р_В + Р_И (16)

где Р_т - сила тяги на ведущих колесах;

Р_д - сила сопротивления дороги;

Р_в - сила сопротивления воздуха;

Р_и - сила инерции.

Тяговая сила на ведущих колесах автомобиля на каждой передаче определяется как:

Р_Тm = (M_eЧi_k.mЧi₀Чi_pkЧз)/r, (17)

где m - порядковый номер передачи;

M_e - крутящий момент на валу двигателя при соответствующих оборотах или скорости движения автомобиля, Нм.

Р_Т11 = (161,75Ч1,98Ч4,85Ч1Ч0,9)/0,33=4236,34 Нм

Р_Т12 = (173,19Ч1,98Ч4,85Ч1Ч0,9)/0,33=4535,96 Нм

Р_Т13 = (174,47Ч1,98Ч4,85Ч1Ч0,9)/0,33=4569,25 Нм

Р_Т14 = (165,57Ч1,98Ч4,85Ч1Ч0,9)/0,33=4336,21 Нм

Р_Т15 = (146,5Ч1,98Ч4,85Ч1Ч0,9)/0,33=3836,84 Нм

Р_Т16 = (140,14Ч1,98Ч4,85Ч1Ч0,9)/0,33=3670,38 Нм

Р_Т17 = (124,73Ч1,98Ч4,85Ч1Ч0,9)/0,33=3266,64 Нм

Р_Т21 = (161,75Ч1,67Ч4,85Ч1Ч0,9)/0,33=3573,07 Нм

Р_Т22 = (173,19Ч1,67Ч4,85Ч1Ч0,9)/0,33=3825,78 Нм

Р_Т23 = (174,47Ч1,67Ч4,85Ч1Ч0,9)/0,33=3853,86 Нм

Р_Т24 = (165,57Ч1,67Ч4,85Ч1Ч0,9)/0,33=3657,31 Нм

Р_Т25 = (146,5Ч1,67Ч4,85Ч1Ч0,9)/0,33=3236,12 Нм

Р_Т26 = (140,14Ч1,67Ч4,85Ч1Ч0,9)/0,33=3095,73 Нм

Р_Т27 = (124,73Ч1,67Ч4,85Ч1Ч0,9)/0,33=2755,2 Нм

Р_Т31 = (161,75Ч1,37Ч4,85Ч1Ч0,9)/0,33=2931,2 Нм

Р_Т32 = (173,19Ч1,37Ч4,85Ч1Ч0,9)/0,33=3138,52 Нм

Р_Т33 = (174,47Ч1,37Ч4,85Ч1Ч0,9)/0,33=3161,55 Нм

Р_Т34 = (165,57Ч1,37Ч4,85Ч1Ч0,9)/0,33=3000,31 Нм

Р_Т35 = (146,5Ч1,37Ч4,85Ч1Ч0,9)/0,33=2654,78 Нм

Р_Т36 = (140,14Ч1,37Ч4,85Ч1Ч0,9)/0,33=2539,61 Нм

Р_Т37 = (124,73Ч1,37Ч4,85Ч1Ч0,9)/0,33=2260,25 Нм

Р_Т41 = (161,75Ч1,19Ч4,85Ч1Ч0,9)/0,33=2546,08 Нм

Р_Т42 = (173,19Ч1,19Ч4,85Ч1Ч0,9)/0,33=2726,16 Нм

Р_Т43 = (174,47Ч1,19Ч4,85Ч1Ч0,9)/0,33=2746,17 Нм

Р_Т44 = (165,57Ч1,19Ч4,85Ч1Ч0,9)/0,33=2606,11 Нм

Р_Т45 = (146,5Ч1,19Ч4,85Ч1Ч0,9)/0,33=2305,98 Нм

Р_Т46 = (140,14Ч1,19Ч4,85Ч1Ч0,9)/0,33=2205,94 Нм

Р_Т47 = (124,73Ч1,19Ч4,85Ч1Ч0,9)/0,33=1963,28 Нм

Р_Т51 = (161,75Ч0,78Ч4,85Ч1Ч0,9)/0,33=1668,86 Нм

Р_Т52 = (173,19Ч0,78Ч4,85Ч1Ч0,9)/0,33=1786,89 Нм

Р_Т53 = (174,47Ч0,78Ч4,85Ч1Ч0,9)/0,33=1800,01 Нм

Р_Т54 = (165,57Ч0,78Ч4,85Ч1Ч0,9)/0,33=1708,2 Нм

Р_Т55 = (146,5Ч0,78Ч4,85Ч1Ч0,9)/0,33=1511,48 Нм

Р_Т56 = (140,14Ч0,78Ч4,85Ч1Ч0,9)/0,33=1445,48 Нм

Р_Т57 = (124,73Ч0,78Ч4,85Ч1Ч0,9)/0,33=1286,86 Нм

Скорость движения автомобиля, км/ч, определяется по формуле:

V_m = (0.377Чr Чn_e)/(i_k1Ч i_pkЧ i₀) (16)

V₁₁ = (0.377Ч0,33 Ч1000)/(1,98Ч 1Ч 4,85) = 12,96 км/ч

V₁₂ = (0.377Ч0,33 Ч2000)/(1,98Ч 1Ч 4,85) = 25,91 км/ч

V₁₃ = (0.377Ч0,33 Ч3000)/(1,98Ч 1Ч 4,85) = 38,87 км/ч

V₁₄ = (0.377Ч0,33 Ч4000)/(1,98Ч 1Ч 4,85) = 51,82 км/ч

V₁₅ = (0.377Ч0,33 Ч5000)/(1,98Ч 1Ч 4,85) = 64,78 км/ч

V₁₆ = (0.377Ч0,33 Ч5250)/(1,98Ч 1Ч 4,85) = 74,82 км/ч

V₁₇ = (0.377Ч0,33 Ч5775)/(1,98Ч 1Ч 4,85) = 67,03 км/ч

V₂₁ = (0.377Ч0,33 Ч1000)/(1,67Ч 1Ч 4,85) = 15,36 км/ч

V₂₂ = (0.377Ч0,33 Ч2000)/(1,67Ч 1Ч 4,85) = 30,72 км/ч

V₂₃ = (0.377Ч0,33 Ч3000)/(1,67Ч 1Ч 4,85) = 46,08 км/ч

V₂₄ = (0.377Ч0,33 Ч4000)/(1,67Ч 1Ч 4,85) = 61,44 км/ч

V₂₅ = (0.377Ч0,33 Ч5000)/(1,67Ч 1Ч 4,85) = 76,80 км/ч

V₂₆ = (0.377Ч0,33 Ч5250)/(1,67Ч 1Ч 4,85) = 80,64 км/ч

V₂₇ = (0.377Ч0,33 Ч5775)/(1,67Ч 1Ч 4,85) = 88,71 км/ч

V₃₁ = (0.377Ч0,33 Ч1000)/(1,37Ч 1Ч 4,85) = 18,72 км/ч

V₃₂ = (0.377Ч0,33 Ч2000)/(1,37Ч 1Ч 4,85) = 37,45 км/ч

V₃₃ = (0.377Ч0,33 Ч3000)/(1,37Ч 1Ч 4,85) = 56,17 км/ч

V₃₄ = (0.377Ч0,33 Ч4000)/(1,37Ч 1Ч 4,85) = 74,90 км/ч

V₃₅ = (0.377Ч0,33 Ч5000)/(1,37Ч 1Ч 4,85) = 93,62 км/ч

V₃₆ = (0.377Ч0,33 Ч5250)/(1,37Ч 1Ч 4,85) = 98,30 км/ч

V₃₇ = (0.377Ч0,33 Ч5775)/(1,37Ч 1Ч 4,85) = 108,13 км/ч

V₄₁ = (0.377Ч0,33 Ч1000)/(1,19Ч 1Ч 4,85) = 21,56 км/ч

V₄₂ = (0.377Ч0,33 Ч2000)/(1,19Ч 1Ч 4,85) = 43,11 км/ч

V₄₃ = (0.377Ч0,33 Ч3000)/(1,19Ч 1Ч 4,85) = 64,67 км/ч

V₄₄ = (0.377Ч0,33 Ч4000)/(1,19Ч 1Ч 4,85) = 86,22 км/ч

V₄₅ = (0.377Ч0,33 Ч5000)/(1,19Ч 1Ч 4,85) = 107,78 км/ч

V₄₆ = (0.377Ч0,33 Ч5250)/(1,19Ч 1Ч 4,85) = 113,17 км/ч

V₄₇ = (0.377Ч0,33 Ч5775)/(1,19Ч 1Ч 4,85) = 124,49 км/ч

V₅₁ = (0.377Ч0,33 Ч1000)/(0,78Ч 1Ч 4,85) = 32,89 км/ч

V₅₂ = (0.377Ч0,33 Ч2000)/(0,78Ч 1Ч 4,85) = 65,77 км/ч

V₅₃ = (0.377Ч0,33 Ч3000)/(0,78Ч 1Ч 4,85) = 98,66 км/ч

V₅₄ = (0.377Ч0,33 Ч4000)/(0,78Ч 1Ч 4,85) = 131,55 км/ч

V₅₅ = (0.377Ч0,33 Ч5000)/(0,78Ч 1Ч 4,85) = 164,43 км/ч

V₅₆ = (0.377Ч0,33 Ч5250)/(0,78Ч 1Ч 4,85) = 172,65 км/ч

V₅₇ = (0.377Ч0,33 Ч5775)/(0,78Ч 1Ч 4,85) = 189,92 км/ч

Таблица 2 - Значения силы тяги на ведущих колесах автомобиля

ne, об/мин	1000	2000	3000	4000	5000	5250	5775
Me, Нм	161,75	173,19	174,47	165,57	146,5	140,14	124,73
РТ1, Н	4236,34	4535,96	4569,25	4336,21	3836,84	3670,38	3266,64
V1, км/ч	12,96	25,91	38,87	51,82	64,78	68,02	74,82
РТ2, Н	3573,07	3825,78	3853,86	3657,31	3236,12	3095,73	2755,20
V2, км/ч	15,36	30,72	46,08	61,44	76,80	80,64	88,71
РТ3, Н	2931,20	3138,52	3161,55	3000,31	2654,78	2539,61	2260,25
V3, км/ч	18,72	37,45	56,17	74,90	93,62	98,30	108,13
РТ4, Н	2546,08	2726,16	2746,17	2606,11	2305,98	2205,94	1963,28
V4, км/ч	21,56	43,11	64,67	86,22	107,78	113,17	124,49
РТ5, Н	1668,86	1786,89	1800,01	1708,2	1511,48	1445,91	1286,86
V5, км/ч	32,89	65,77	98,66	131,55	164,43	172,65	189,92

Сила сопротивления дороги:

Р_Д = mЧш Ч 9,8 (17)

Ш = f + i (18)

Для расчетов принимается:

i = 0

Ш = f = 0.015(1 + V²/20000)

Ш₁ = f = 0.015(1 + 25²/20000) = 0,015019

Ш₂ = f = 0.015(1 + 50²/20000) = 0,015038

Ш₃ = f = 0.015(1 + 75²/20000) = 0,015056

Ш₄ = f = 0.015(1 + 100²/20000) = 0,015075

Ш₅ = f = 0.015(1 + 125²/20000) = 0,015094

Ш₆ = f = 0.015(1 + 150²/20000) = 0,015113

Ш₇ = f = 0.015(1 + 175²/20000) = 0,015131

Ш₈ = f = 0.015(1 + 200²/20000) = 0,01515

Р_Д1 = 1660 Ч 0,015019 Ч 9,8 = 244,33 Н

Р_Д2 = 1660 Ч 0,015038 Ч 9,8 = 244,63 Н

Р_Д3 = 1660 Ч 0,015056 Ч 9,8 = 244,94 Н

Р_Д4 = 1660 Ч 0,015075 Ч 9,8 = 245,24 Н

Р_Д5 = 1660 Ч 0,015094 Ч 9,8 = 245,55 Н

Р_Д6 = 1660 Ч 0,015113 Ч 9,8 = 245,85 Н

Р_Д7 = 1660 Ч 0,015131 Ч 9,8 = 246,16 Н

Р_Д8 = 1660 Ч 0,01515 Ч 9,8 = 246,46 Н

Сила сопротивления воздуха движению автомобиля:

Р_В = k ЧFЧ V² (19)

Значения коэффициентов обтекаемости:

- для легковых автомобилей можно принять k = (0,25 - 0,35) Нс²/м⁴;

F - лобовая площадь, м²:

F = 0,78 Ч 1,465 Ч 1,699 = 1,94 м²

Р_В1 = (0,3 Ч 1,94 Ч 25²)/13 = 27,98 Н

Р_В2 = (0,3 Ч 1,94 Ч 50²)/13 = 111,92 Н

Р_В3 = (0,3 Ч 1,94 Ч 75²)/13 = 251,83 Н

Р_В4 = (0,3 Ч 1,94 Ч 100²)/13 = 447,69 Н

Р_В5 = (0,3 Ч 1,94 Ч 125²)13 = 699,52 Н

Р_В6 = (0,3 Ч 1,94 Ч 150²)/13 = 1007,31 Н

Р_В7 = (0,3 Ч 1,94 Ч 175²)/13 = 1371,06 Н

Р_В8 = (0,3 Ч 1,94 Ч 200²)/13 = 1790,77 Н

Таблица 3 - Значения Р_Д и Р_В в зависимости от скорости

V, км/ч (м/с)	25	50	75	100	125	150	175	200
РД, Н	244,33	244,63	244,94	245,24	245,55	245,85	246,16	246,46
РВ, Н	28,07	112,27	252,6	449,07	701,68	1010,42	1375,29	1796,3

Рисунок 2 - График силового баланса автомобиля Volkswagen Polo Sedan

1.7 Расчет мощностного баланса

Мощностной баланс автомобиля в общем виде можно представить как:

N_Т = N_eЧз = N_К + N_П + N_В + N_И, (20)

где N_Т - мощность, подводимая к ведущим колесам автомобиля, кВт;

N_e - мощность на коленчатом валу двигателя, кВт;

N_К - мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления качению, кВт;

N_П - мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления подъема, кВт;

N_В - мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления воздуха, кВт;

N_И - мощность, затрачиваемая на преодоление сил инерции, кВт.

N_К = Р_КЧV/1000 = mЧfЧcosбЧ V/3600 (21)

N_П = Р_ПЧV/1000 = mЧSinбЧV/3600 (22)

N_В = Р_ВЧV/1000 = k ЧFЧV³/46656 (23)

N_И = Р_ИЧV/1000 = mЧд_врЧjЧV/3600*g (24)

где д_вр - коэффициент учета вращающихся масс;

б - угол подъёма дороги; б = 0.

N_Т1 = 16,93 Ч 0,9 = 15,24 кВт

N_Т2 = 36,25 Ч 0,9 = 32,63 кВт

N_Т3 = 54,78 Ч 0,9 = 49,3 кВт

N_Т4 = 69,31 Ч 0,9 = 62,38 кВт

N_Т5 = 76,66 Ч 0,9 = 68,99 кВт

N_Т6 = 77 Ч 0,9 = 69,3 кВт

N_Т7 = 75,38 Ч 0,9 = 67,84 кВт

N_К11 = 1660Ч 0,015019Чcos0Ч 12,96/3600 = 0,09 кВт

N_К12 = 1660Ч 0,015038Чcos0Ч 25,91/3600 = 0,18 кВт

N_К13 = 1660Ч 0,015056Чcos0Ч 38,87/3600 = 0,27 кВт

N_К14 = 1660Ч 0,015075Чcos0Ч 51,82/3600 = 0,36 кВт

N_К15 = 1660Ч 0,015094Чcos0Ч 64,78/3600 = 0,45 кВт

N_К16 = 1660Ч 0,015113Чcos0Ч 68,02/3600 = 0,47 кВт

N_К17 = 1660Ч 0,015131Чcos0Ч 74,82/3600 = 0,52 кВт

N_К21 = 1660Ч 0,015019Чcos0Ч 15,36/3600 = 0,11 кВт

N_К22 = 1660Ч 0,015038Чcos0Ч 30,72/3600 = 0,21 кВт

N_К23 = 1660Ч 0,015056Чcos0Ч 46,08/3600 = 0,32 кВт

N_К24 = 1660Ч 0,015075Чcos0Ч 61,44/3600 = 0,43 кВт

N_К25 = 1660Ч 0,015094Чcos0Ч 76,8/3600 = 0,53 кВт

N_К26 = 1660Ч 0,015113Чcos0Ч 80,64/3600 = 0,56 кВт

N_К27 = 1660Ч 0,015131Чcos0Ч 88,71/3600 = 0,62 кВт

N_К31 = 1660Ч 0,015019Чcos0Ч 18,72/3600 = 0,13 кВт

N_К32 = 1660Ч 0,015038Чcos0Ч 37,45/3600 = 0,26 кВт

N_К33 = 1660Ч 0,015056Чcos0Ч 56,17/3600 = 0,39 кВт

N_К34 = 1660Ч 0,015075Чcos0Ч 74,9/3600 = 0,52 кВт

N_К35 = 1660Ч 0,015094Чcos0Ч 93,62/3600 = 0,65 кВт

N_К36 = 1660Ч 0,015113Чcos0Ч 98,3/3600 = 0,69 кВт

N_К37 = 1660Ч 0,015131Чcos0Ч 108,13/3600 = 0,75 кВт

N_К41 = 1660Ч 0,015019Чcos0Ч 21,56/3600 = 0,15 кВт

N_К42 = 1660Ч 0,015038Чcos0Ч 43,11/3600 = 0,30 кВт

N_К43 = 1660Ч 0,015056Чcos0Ч 64,67/3600 = 0,45 кВт

N_К44 = 1660Ч 0,015075Чcos0Ч 86,22/3600 = 0,60 кВт

N_К45 = 1660Ч 0,015094Чcos0Ч 107,78/3600 = 0,75 кВт

N_К46 = 1660Ч 0,015113Чcos0Ч 113,17/3600 = 0,79 кВт

N_К47 = 1660Ч 0,015131Чcos0Ч 124,49/3600 = 0,87 кВт

N_К51 = 1660Ч 0,015019Чcos0Ч 32,89/3600 = 0,23 кВт

N_К52 = 1660Ч 0,015038Чcos0Ч 65,77/3600 = 0,46 кВт

N_К53 = 1660Ч 0,015056Чcos0Ч 98,66/3600 = 0,68 кВт

N_К54 = 1660Ч 0,015075Чcos0Ч 131,55/3600 = 0,91 кВт

N_К55 = 1660Ч 0,015094Чcos0Ч 164,43/3600 = 1,14 кВт

N_К56 = 1660Ч 0,015113Чcos0Ч 172,65/3600 = 1,2 кВт

N_К57 = 1660Ч 0,015131Чcos0Ч 189,92/3600 = 1,33 кВт

N_П = 1660Чsin0Ч11,61/3600 =0

N_В11 = 0,3 Ч 1,94 Ч 12,96³/46656 = 0,03 кВт

N_В12 = 0,3 Ч 1,94 Ч 25,91³/46656 = 0,22 кВт

N_В13 = 0,3 Ч 1,94 Ч 38,87³/46656 = 0,73 кВт

N_В14 = 0,3 Ч 1,94 Ч 51,82³/46656 = 1,74 кВт

N_В15 = 0,3 Ч 1,94 Ч 64,78³/46656 = 3,39 кВт

N_В16 = 0,3 Ч 1,94 Ч 68,02³/46656 = 3,93 кВт

N_В17 = 0,3 Ч 1,94 Ч 74,82³/46656 = 5,22 кВт

N_В21 = 0,3 Ч 1,94 Ч 15,36³/46656 = 0,05 кВт

N_В22 = 0,3 Ч 1,94 Ч 30,72³/46656 = 0,36 кВт

N_В23 = 0,3 Ч 1,94 Ч 46,08³/46656 = 1,22 кВт

N_В24 = 0,3 Ч 1,94 Ч 61,44³/46656 = 2,89 кВт

N_В25 = 0,3 Ч 1,94 Ч 76,8³/46656 = 5,65 кВт

N_В26 = 0,3 Ч 1,94 Ч 80,64³/46656 = 6,54 кВт

N_В27 = 0,3 Ч 1,94 Ч 88,71³/46656 = 8,71 кВт

N_В31 = 0,3 Ч 1,94 Ч 18,72³/46656 = 0,08 кВт

N_В32 = 0,3 Ч 1,94 Ч 37,45³/46656 = 0,66 кВт

N_В33 = 0,3 Ч 1,94 Ч 56,17³/46656 = 2,21 кВт

N_В34 = 0,3 Ч 1,94 Ч 74,9³/46656 = 5,24 кВт

N_В35 = 0,3 Ч 1,94 Ч 93,62³/46656 = 10,24 кВт

N_В36 = 0,3 Ч 1,94 Ч 98,3³/46656 = 11,85 кВт

N_В37 = 0,3 Ч 1,94 Ч 108,13³/46656 = 15,77 кВт

N_В41 = 0,3 Ч 1,94 Ч 21,56³/46656 = 0,13 кВт

N_В42 = 0,3 Ч 1,94 Ч 43,11³/46656 = 1,0 кВт

N_В43 = 0,3 Ч 1,94 Ч 64,67³/46656 = 3,37 кВт

N_В44 = 0,3 Ч 1,94 Ч 86,22³/46656 = 8,0 кВт

N_В45 = 0,3 Ч 1,94 Ч 107,78³/46656 = 15,62 кВт

N_В46 = 0,3 Ч 1,94 Ч 113,17³/46656 = 18,08 кВт

N_В47 = 0,3 Ч 1,94 Ч 124,49³/46656 = 24,07 кВт

N_В51 = 0,3 Ч 1,94 Ч 32,89³/46656 = 0,44 кВт

N_В52 = 0,3 Ч 1,94 Ч 65,77³/46656 = 3,55 кВт

N_В53 = 0,3 Ч 1,94 Ч 98,66³/46656 = 11,98 кВт

N_В54 = 0,3 Ч 1,94 Ч 131,55³/46656 = 28,4 кВт

N_В55 = 0,3 Ч 1,94 Ч 164,43³/46656 = 55,46 кВт

N_В56 = 0,3 Ч 1,94 Ч 172,65³/46656 = 64,2 кВт

N_В57 = 0,3 Ч 1,94 Ч 189,92³/46656 = 85,45 кВт

Определяется по упрощенной эмпирической формуле:

д_вр = 1+(д₁+ д₂*i_тр*m)/m_а,

где д₁ д₂ (0,03-0,05);

m - полная масса автомобиля;

m_а - фактическая масса автомобиля;

j - ускорение автомобиля;

j = 2,31 м/сек².

Для первой передачи - д_вр1 = 1+(0,04+0,04*(4,85*1,98)*1660)/1660=1,38

Для второй передачи - д_вр2 = 1+(0,04+ 0,04*(4,85*1,67)*1660)/1660=1,32

Для третей передачи - д_вр3 = 1+(0,04+ 0,04*(4,85*1,37)*1660)/1660=1,27

Для четвертой передачи-д_вр4=1+(0,04+0,04*(4,85*1,19)*1660)/1660=1,23

Для пятой передачи - д_вр5 = 1+(0,04+ 0,04*(4,85*0,78)*1660)/1660 = 1,15

N_И11 = 1660Ч1,38Ч2,31Ч12,96/3600Ч9,81 = 1,94 кВт

N_И12 = 1660Ч1,38Ч2,31Ч25,91/3600Ч9,81 = 3,88 кВт

N_И13 = 1660Ч1,38Ч2,31Ч38,87/3600Ч9,81 = 5,82 кВт

N_И14 = 1660Ч1,38Ч2,31Ч51,82/3600Ч9,81 = 7,76 кВт

N_И15 = 1660Ч1,38Ч2,31Ч64,78/3600Ч9,81 = 9,71 кВт

N_И16 = 1660Ч1,38Ч2,31Ч68,02/3600Ч9,81 = 10,19 кВт

N_И17 = 1660Ч1,38Ч2,31Ч74,82/3600Ч9,81 = 11,21 кВт

N_И21 = 1660Ч1,32Ч2,31Ч15,36/3600Ч9,81 = 2,2 кВт

N_И22 = 1660Ч1,32Ч2,31Ч30,72/3600Ч9,81 = 4,4 кВт

N_И23 = 1660Ч1,32Ч2,31Ч46,08/3600Ч9,81 = 6,6 кВт

N_И24 = 1660Ч1,32Ч2,31Ч61,44/3600Ч9,81 = 8,81 кВт

N_И25 = 1660Ч1,32Ч2,31Ч76,8/3600Ч9,81 = 11,01 кВт

N_И26 = 1660Ч1,32Ч2,31Ч80,64/3600Ч9,81 = 11,56 кВт

N_И27 = 1660Ч1,32Ч2,31Ч88,71/3600Ч9,81 = 12,71 кВт

N_И31 = 1660Ч1,27Ч2,31Ч18,72/3600Ч9,81 = 2,58 кВт

N_И32 = 1660Ч1,27Ч2,31Ч37,45/3600Ч9,81 = 5,16 кВт

N_И33 = 1660Ч1,27Ч2,31Ч56,17/3600Ч9,81 = 7,75 кВт

N_И34 = 1660Ч1,27Ч2,31Ч74,9/3600Ч9,81 = 10,33 кВт

N_И35 = 1660Ч1,27Ч2,31Ч93,62/3600Ч9,81 = 12,91 кВт

N_И36 = 1660Ч1,27Ч2,31Ч98,3/3600Ч9,81 = 13,56 кВт

N_И37 = 1660Ч1,27Ч2,31Ч108,13/3600Ч9,81 = 14,91 кВт

N_И41 = 1660Ч1,23Ч2,31Ч21,26/3600Ч9,81 = 2,88 кВт

N_И42 = 1660Ч1,23Ч2,31Ч43,11/3600Ч9,81 = 5,76 кВт

N_И43 = 1660Ч1,23Ч2,31Ч64,67/3600Ч9,81 = 8,64 кВт

N_И44 = 1660Ч1,23Ч2,31Ч86,22/3600Ч9,81 = 11,51 кВт

N_И45 = 1660Ч1,23Ч2,31Ч107,78/3600Ч9,81 = 14,39 кВт

N_И46 = 1660Ч1,23Ч2,31Ч113,17/3600Ч9,81 = 15,11 кВт

N_И47 = 1660Ч1,23Ч2,31Ч124,49/3600Ч9,81 = 16,63 кВт

N_И51 = 1660Ч1,15Ч2,31Ч32,89/3600Ч9,81 = 4,11 кВт

N_И52 = 1660Ч1,15Ч2,31Ч65,77/3600Ч9,81 = 8,21 кВт

N_И53 = 1660Ч1,15Ч2,31Ч98,66/3600Ч9,81 = 12,32 кВт

N_И54 = 1660Ч1,15Ч2,31Ч131,55/3600Ч9,81 = 16,43 кВт

N_И55 = 1660Ч1,15Ч2,31Ч164,43/3600Ч9,81 = 20,53 кВт

N_И56 = 1660Ч1,15Ч2,31Ч172,65/3600Ч9,81 = 21,56 кВт

N_И57 = 1660Ч1,15Ч2,31Ч189,92/3600Ч9,81 = 23,71 кВт

Составляющую мощностного баланса N_И находят для каждой передачи:

N = N_eЧз - (N_К + N_В)(25)

N₁₁ = 16,93Ч0,9 - (0,09 + 0,03) = 15,12 кВт

N₁₂ = 36,25Ч0,9 - (0,18 + 0,22) = 32,23 кВт

N₁₃ = 54,78Ч0,9 - (0,27 + 0,73) = 48,3 кВт

N₁₄ = 69,31Ч0,9 - (0,36 + 1,74) = 60,28 кВт

N₁₅ = 76,66Ч0,9 - (0,45 + 3,39) = 65,15 кВт

N₁₆ = 77,0Ч0,9 - (0,47 + 3,93) = 64,90 кВт

N₁₇ = 75,38Ч0,9 - (0,52 + 5,22) = 62,1 кВт

N₂₁ = 16,93Ч0,9 - (0,11 + 0,05) = 15,09 кВт

N₂₂ = 36,25Ч0,9 - (0,21 + 0,36) = 32,05 кВт

N₂₃ = 54,78Ч0,9 - (0,32 + 1,22) = 47,76 кВт

N₂₄ = 69,31Ч0,9 - (0,43 + 2,89) = 59,06 кВт

N₂₅ = 76,66Ч0,9 - (0,53 + 5,65) = 62,81 кВт

N₂₆ = 77,0Ч0,9 - (0,56 + 6,54) = 58,51 кВт

N₂₇ = 75,38Ч0,9 - (0,62 + 8,71) = 60,36 кВт

N₃₁ = 16,93Ч0,9 - (0,13 + 0,08) = 15,03 кВт

N₃₂ = 36,25Ч0,9 - (0,26 + 0,66) = 31,71 кВт

N₃₃ = 54,78Ч0,9 - (0,39 + 2,21) = 46,7 кВт

N₃₄ = 69,31Ч0,9 - (0,52 + 5,24) = 56,62 кВт

N₃₅ = 76,66Ч0,9 - (0,65 + 10,24) = 58,11 кВт

N₃₆ = 77,0Ч0,9 - (0,69 + 11,85) = 56,77 кВт

N₃₇ = 75,38Ч0,9 - (0,75 + 15,77) = 51,32 кВт

N₄₁ = 16,93Ч0,9 - (0,15 + 0,13) = 14,96 кВт

N₄₂ = 36,25Ч0,9 - (0,3 + 1,0) = 31,33 кВт

N₄₃ = 54,78Ч0,9 - (0,45 + 3,37) = 45,48 кВт

N₄₄ = 69,31Ч0,9 - (0,6 + 8,0) = 53,78 кВт

N₄₅ = 76,66Ч0,9 - (0,75 + 15,62) = 52,63 кВт

N₄₆ = 77,0Ч0,9 - (0,79 + 18,08) = 50,43 кВт

N₄₇ = 75,38Ч0,9 - (0,87 + 24,07) = 42,91 кВт

N₅₁ = 16,93Ч0,9 - (0,23 + 0,44) = 14,57 кВт

N₅₂ = 36,25Ч0,9 - (0,46 + 3,55) = 28,62 кВт

N₅₃ = 54,78Ч0,9 - (0,68 + 11,98) = 36,64 кВт

N₅₄ = 69,31Ч0,9 - (0,91 + 28,4) = 33,07 кВт

N₅₅ = 76,66Ч0,9 - (1,14 + 55,46) = 12,39 кВт

N₅₆ = 77,0Ч0,9 - (1,2 + 64,2) = 3,9 кВт

Таблица 4 - Значения мощностей автомобиля

mi	ne, об/мин	V, км/час	Ne, кВт	Nт, кВт	Nк, кВт	Nп, кВт	Nв, кВт	Nи, кВт	Запас мощн., кВт
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1	1000	12,96	16,93	15,24	0,09	0	0,03	1,94	15,12
	2000	25,91	36,25	32,63	0,18	0	0,22	3,88	32,23
	3000	38,87	54,78	49,30	0,27	0	0,73	5,82	48,30
	4000	51,82	69,31	62,38	0,36	0	1,74	7,76	60,28
	5000	64,78	76,66	68,99	0,45	0	3,39	9,71	65,15
	5250	68,02	77,0	69,30	0,47	0	3,93	10,19	64,90
	5775	74,82	75,38	67,84	0,52	0	5,22	11,21	62,10
2	1000	15,36	16,93	15,24	0,11	0	0,05	2,20	15,09
	2000	30,72	36,25	32,63	0,21	0	0,36	4,40	32,05
	3000	46,08	54,78	49,30	0,32	0	1,22	6,60	47,76
	4000	61,44	69,31	62,38	0,43	0	2,89	8,81	59,06
	5000	76,8	76,66	68,99	0,53	0	5,65	11,01	62,81
	5250	80,64	77,0	69,30	0,56	0	6,54	11,56	62,20
	5775	88,71	75,38	67,84	0,62	0	8,71	12,71	58,51
3	1000	18,72	16,93	15,24	0,13	0	0,08	2,58	15,03
	2000	37,45	36,25	32,63	0,26	0	0,66	5,16	31,71
	3000	56,17	54,78	49,30	0,39	0	2,21	7,75	46,70
	4000	74,9	69,31	62,38	0,52	0	5,24	10,33	56,62
	5000	93,62	76,66	68,99	0,65	0	10,24	12,91	58,11
	5250	98,3	77,0	69,30	0,69	0	11,85	13,56	56,77
	5775	108,13	75,38	67,84	0,75	0	15,77	14,91	51,32
4	1000	21,56	16,93	15,24	0,15	0	0,13	2,88	14,96
	2000	43,11	36,25	32,63	0,30	0	1,00	5,76	31,33
	3000	64,67	54,78	49,30	0,45	0	3,37	8,64	45,48
	4000	86,22	69,31	62,38	0,60	0	8,00	11,51	53,78
	5000	107,78	76,66	68,99	0,75	0	15,62	14,39	52,63
	5250	113,17	77,0	69,30	0,79	0	18,08	15,11	50,43
	5775	124,49	75,38	67,84	0,87	0	24,07	16,63	42,91
5	1000	32,89	16,93	15,24	0,23	0	0,44	4,11	14,57
	2000	65,77	36,25	32,63	0,46	0	3,55	8,21	28,62
	3000	98,66	54,78	49,30	0,68	0	11,98	12,32	36,64
	4000	131,55	69,31	62,38	0,91	0	28,40	16,43	33,07
	5000	164,43	76,66	68,99	1,14	0	55,46	20,53	12,39
	5250	172,65	77,0	69,30	1,20	0	64,20	21,56	3,90
	5775	189,92	75,38	67,84	1,33	0	85,45	23,71	-18,94



Рисунок 3 - График мощностного баланса автомобиля Volkswagen Polo Sedan

1.8 Расчет динамического паспорта автомобиля

тяговый сцепление автомобиль топливный

1.8.1 Динамическая характеристика автомобиля

Графическое изображение зависимости динамического фактора автомобиля D от скорости движения на различных передачах и полной нагрузке на автомобиль называется динамической характеристикой и определяется как:

D_m = (Р_тm-Р_в)/mЧg, (26)

m - полная масса автомобиля;

Р_тm - тяговая сила на ведущих колесах на m-передаче.

Р_в11 = (0,3*1,94*12,96²)/13=7,52 Н

D_m11 = (4236,34 - 7,52)/1660 Ч 9,81 = 0,26 Н/Н

Р_в12 = (0,3*1,94*25,91²)/13=30,05 Н

D_m12 = (3573,07 - 30,05)/1660 Ч 9,81 = 0,28 Н/Н

Р_в13 = (0,3*1,94*38,87²)/13=67,64 Н

D_m13 = (4569,25 - 67,64)/1660 Ч 9,81 = 0,28 Н/Н

Р_в14 = (0,3*1,94*51,82²)/13=120,22 Н

D_m14 = (4336,21 - 120,22)/1660 Ч 9,81 = 0,26 Н/Н

Р_в15 = (0,3*1,94*64,78²)/13=187,87 Н

D_m15 = (3836,84 - 187,87)/1660 Ч 9,81 = 0,22 Н/Н

Р_в16 = (0,3*1,94*68,02²)/13=207,13 Н

D_m16 = (3670,38 - 207,13)/1660 Ч 9,81 = 0,21 Н/Н

Р_в17 = (0,3*1,94*74,82²)/13=250,62 Н

D_m17 = (3266,64 - 250,62)/1660 Ч 9,81 = 0,19 Н/Н

Р_в21 = (0,3*1,94*15,36²)/13=10,56 Н

D_m21 = (3573,07 - 10,56)/1660 Ч 9,81 = 0,22 Н/Н

Р_в22 = (0,3*1,94*30,72²)/13=42,25 Н

D_m12 = (3825,78 - 42,25)/1660 Ч 9,81 = 0,23 Н/Н

Р_в23 = (0,3*1,94*46,08²)/13=95,06 Н

D_m23 = (3853,86 - 95,06)/1660 Ч 9,81 = 0,23 Н/Н

Р_в24 = (0,3*1,94*61,44²)/13=169,0 Н

D_m24 = (3657,31 - 169,0)/1660 Ч 9,81 = 0,21 Н/Н

Р_в25 = (0,3*1,94*76,8²)/13=264,06 Н

D_m25 = (3236,12 - 264,06)/1660 Ч 9,81 = 0,18 Н/Н

Р_в26 = (0,3*1,94*80,64²)/13=291,13 Н

D_m26 = (3095,73 - 291,13)/1660 Ч 9,81 = 0,17 Н/Н

Р_в27 = (0,3*1,94*88,71²)/13=352,31 Н

D_m27 = (2755,2 - 352,31)/1660 Ч 9,81 = 0,15 Н/Н

Р_в31 = (0,3*1,94*18,72²)/13=15,69 Н

D_m31 = (2931,2 - 15,69)/1660 Ч 9,81 = 0,18 Н/Н

Р_в32 = (0,3*1,94*37,45²)/13=62,79 Н

D_m32 = (3138,52 - 62,79)/1660 Ч 9,81 = 0,19 Н/Н

Р_в33 = (0,3*1,94*56,17²)/13=141,25 Н

D_m33 = (3161,55 - 141,25)/1660 Ч 9,81 = 0,19 Н/Н

Р_в34 = (0,3*1,94*74,9²)/13=251,16 Н

D_m34 = (3000,31 - 251,16)/1660 Ч 9,81 = 0,17 Н/Н

Р_в35 = (0,3*1,94*93,62²)/13=392,39 Н

D_m35 = (2654,78 - 392,39)/1660 Ч 9,81 = 0,14 Н/Н

Р_в36 = (0,3*1,94*98,3²)/13=432,6 Н

D_m36 = (2539,61 - 432,6)/1660 Ч 9,81 = 0,13 Н/Н

Р_в37 = (0,3*1,94*108,13²)/13=523,45 Н

D_m37 = (2260,25 - 523,45)/1660 Ч 9,81 = 0,11 Н/Н

Р_в41 = (0,3*1,94*21,56²)/13=20,81 Н

D_m41 = (2546,08 - 20,81)/1660 Ч 9,81 = 0,16 Н/Н

Р_в42 = (0,3*1,94*43,11²)/13=83,2 Н

D_m42 = (2726,16 - 83,2)/1660 Ч 9,81 = 0,17 Н/Н

Р_в43 = (0,3*1,94*64,67²)/13=187,23 Н

D_m43 = (2746,17 - 187,23)/1660 Ч 9,81 = 0,16 Н/Н

Р_в44 = (0,3*1,94*86,22²)/13=332,81 Н

D_m44 = (2606,11 - 332,81)/1660 Ч 9,81 = 0,14 Н/Н

Р_в45 = (0,3*1,94*107,78²)/13=520,06 Н

D_m45 = (2305,98 - 520,06)/1660 Ч 9,81 = 0,11 Н/Н

Р_в46 = (0,3*1,94*113,17²)/13=573,38 Н

D_m46 = (2205,94 - 573,38)/1660 Ч 9,81 = 0,10 Н/Н

Р_в47 = (0,3*1,94*124,49²)/13=693,82 Н

D_m47 = (1963,28 - 693,82)/1660 Ч 9,81 = 0,08 Н/Н

Р_в51 = (0,3*1,94*32,89)/13=48,43 Н

D_m51 = (1668,86 - 48,43)/1660 Ч 9,81 = 0,10 Н/Н

Р_в52 = (0,3*1,94*65,77²)/13=193,66 Н

D_m52 = (1786,89 - 193,66)/1660 Ч 9,81 = 0,10 Н/Н

Р_в53 = (0,3*1,94*98,66²)/13=435,77 Н

D_m53 = (1800,01 - 435,77)/1660 Ч 9,81 = 0,08 Н/Н

Р_в54 = (0,3*1,94*131,55²)/13=774,75 Н

D_m54 = (1708,2 - 774,75)/1660 Ч 9,81 = 0,06 Н/Н

Р_в55 = (0,3*1,94*164,43²)/13=1210,44 Н

D_m55 = (1511,48 - 1210,44)/1660 Ч 9,81 = 0,02 Н/Н

Р_в56 = (0,3*1,94*172,65²)/13=1334,48 Н

D_m56 = (1445,91 - 1334,48)/1660 Ч 9,81 = 0,01 Н/Н

Таблица 5 - Значения динамического фактора автомобиля

V1, км/час	12,96	25,91	38,87	51,82	64,78	68,02	74,82
D1, Н/Н	0,26	0,28	0,28	0,26	0,22	0,21	0,19
V2, км/час	15,36	30,72	46,08	61,44	76,8	80,64	88,71
D2, Н/Н	0,22	0,23	0,23	0,21	0,18	0,17	0,15
V3, км/час	18,72	37,45	56,17	74,9	93,62	98,3	108,13
D3, Н/Н	0,18	0,19	0,19	0,17	0,14	0,13	0,11
V4, км/час	21,56	43,11	64,67	86,22	107,78	113,17	124,49
D4, Н/Н	0,16	0,17	0,16	0,14	0,11	0,1	0,08
V5, км/час	32,89	65,77	98,66	131,55	164,43	172,65	189,92
D5, Н/Н	0,1	0,1	0,08	0,06	0,02	0,01	-

1.8.2 Расчет номограммы нагрузок

Для определения динамического фактора в случае частичной загрузки автомобиля, динамическую характеристику следует дополнить номограммой нагрузок. Масштаб номограммы нагрузок определяется из выражения:

а₀ = аЧD₀/D, (27)

где D₀ - динамический фактор автомобиля при нулевой нагрузке;

а₀ - масштаб динамического фактора при нулевой загрузке;

а - масштаб динамического фактора при полной загрузке.

Динамический фактор при нулевой загрузке определяется по формуле:

D₀ = DЧm/m_a, (28)

где m - полная масса автомобиля;

m_a - снаряженная масса автомобиля.

а₀ = 1,31

Результаты расчетов сводим в таблицу 6.

Таблица 6 - Значения динамического фактора незагруженного автомобиля

V1, км/час	12,96	25,91	38,87	51,82	64,78	68,02	74,82
D01, Н/Н	0,34	0,37	0,37	0,34	0,29	0,28	0,25
V2, км/час	15,36	30,72	46,08	61,44	76,8	80,64	88,71
D02, Н/Н	0,28	0,3	0,29	0,28	0,24	0,22	0,2
V3, км/час	18,72	37,45	56,17	74,9	93,62	98,3	108,13
D03, Н/Н	0,24	0,25	0,25	0,22	0,18	0,17	0,14
V4, км/час	21,56	43,11	64,67	86,22	107,78	113,17	124,49
D04, Н/Н	0,21	0,22	0,21	0,18	0,14	0,13	0,1
V5, км/час	32,89	65,77	98,66	131,55	164,43	172,65	189,92
D05, Н/Н	0,13	0,13	0,1	0,08	0,03	0,01	-

1.8.3 Расчет графика контроля буксования

Значение динамического фактора автомобиля ограничено в следствии наличия сцепления колес с дорогой. Для безостановочного движения автомобиля без пробуксовки ведущих колес необходимо выполнение следующего условия:

D_сцD, (29)

где D_сц - динамический фактор по сцеплению.

Динамический фактор автомобиля по сцеплению при различных коэффициентах сцепления ц и загрузки m_x определим по формуле:

D_сцх = (цЧm_piЧm_ix)/m_x, (30)

где m_ix - часть массы m_x, приходящейся на ведущие колеса;

m_x - масса автомобиля при х (промежуточной нагрузке).

Коэффициент перераспределения масс найдем по формуле:

m_pi = 1/[1+(h/L)], (31)

где h = 0.638м - высота центра тяжести;

m_pi = 1/[1+(0,638/2,552)] = 0,8

Определяем значения динамического фактора по сцеплению для автомобиля с полной нагрузкой D_сц и без нагрузки D_сца при различных значениях ц от 0,1 до 0,7 с шагом 0,1. Результаты расчетов заносим в таблицу 7.

D_сца0,1 = (0,1Ч0,8Ч830)/1660 = 0,04

D_сц0,1 = (0,1Ч0,8Ч830)/1159 = 0,06

D_сца0,2 = (0,2Ч0,8Ч830)/1660 = 0,08

D_сц0,2 = (0,2Ч0,8Ч830)/1159 = 0,11

D_сца0,3 = (0,3Ч0,8Ч830)/1660 = 0,12

D_сц0,3 = (0,3Ч0,8Ч830)/1159 = 0,17

D_сца0,4 = (0,4Ч0,8Ч830)/1660 = 0,16

D_сц0,4 = (0,4Ч0,8Ч830)/1159 = 0,23

D_сца0,5 = (0,5Ч0,8Ч830)/1660 = 0,2

D_сц0,5 = (0,5Ч0,8Ч830)/1159 = 0,29

D_сца0,6 = (0,6Ч0,8Ч830)/1660 = 0,24

D_сц0,6 = (0,6Ч0,8Ч830)/1159 = 0,34

D_сца0,7 = (0,7Ч0,8Ч830)/1660 = 0,28

D_сц0,7 = (0,7Ч0,8Ч830)/1159 = 0,4

Таблица 7 - Значения D_сц и D_сца

Значения D	Значения коэффициента сцепления ц
	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7
Dсц	0,04	0,08	0,12	0,16	0,2	0,24	0,28
Dсца	0,06	0,11	0,17	0,23	0,29	0,34	0,4



Рисунок 4 - Динамический паспорт автомобиля Volkswagen Polo Sedan

1.9 Определение ускорений, времени и пути разгона автомобиля

1.9.1 Определение ускорений

Для определения ускорений автомобиля используются расчетные данные динамической характеристики D и V.

Ускорение автомобиля j, м/с², определяется из выражения:

j_m = (D_m-) Чg/д_врm, (32)

где - коэффициент суммарного дорожного сопротивления при i = 0

= 0,012(1+V²/20000); (33)

₁₁ = 0,012(1+12,96²/20000) = 0,0121

₁₂ = 0,012(1+25,91²/20000) = 0,0124

₁₃ = 0,012(1+38,87²/20000) = 0,0129

₁₄ = 0,012(1+51,82²/20000) = 0,0136

₁₅ = 0,012(1+54,78²/20000) = 0,0145

₁₆ = 0,012(1+68,02²/20000) = 0,0148

₁₇ = 0,012(1+74,82²/20000) = 0,0157

₂₁ = 0,012(1+15,36²/20000) = 0,0121

₂₂ = 0,012(1+30,72²/20000) = 0,0126

₂₃ = 0,012(1+46,08²/20000) = 0,0133

₂₄ = 0,012(1+61,44²/20000) = 0,0143

₂₅ = 0,012(1+76,8²/20000) = 0,0155

₂₆ = 0,012(1+80,64²/20000) = 0,0159

₂₇ = 0,012(1+88,71²/20000) = 0,0167

₃₁ = 0,012(1+18,72²/20000) = 0,0122

₃₂ = 0,012(1+37,45²/20000) = 0,0128

₃₃ = 0,012(1+56,17²/20000) = 0,0139

₃₄ = 0,012(1+74,9²/20000) = 0,0154

₃₅ = 0,012(1+93,62²/20000) = 0,0173

₃₆ = 0,012(1+98,3²/20000) = 0,0178

₃₇ = 0,012(1+108,13²/20000) = 0,019

₄₁ = 0,012(1+21,56²/20000) = 0,0123

₄₂ = 0,012(1+43,11²/20000) = 0,0131

₄₃ = 0,012(1+64,67²/20000) = 0,0145

₄₄ = 0,012(1+86,22²/20000) = 0,0165

₄₅ = 0,012(1+107,78²/20000) = 0,019

₄₆ = 0,012(1+113,17²/20000) = 0,0197

₄₇ = 0,012(1+124,49²/20000) = 0,0213

₅₁ = 0,012(1+32,89²/20000) = 0,0126

₅₂ = 0.012(1+65,77²/20000) = 0,0146

₅₃ = 0.012(1+98,66²/20000) = 0,0178

₅₄ = 0.012(1+131,55²/20000) = 0,0224

₅₅ = 0.012(1+164,43²/20000) = 0,0282

₅₆ = 0.012(1+172,65²/20000) = 0,0299

₅₇ = 0.012(1+198,92²/20000) = 0,0336

д_вр - коэффициент учета вращающихся масс;

д_вр = 1+(д₁+ д₂Чi_трЧm)/m_а, (34)

где д₁ д₂ (0,03-0,05);

m - полная масса автомобиля;

m_а - фактическая масса автомобиля;

i_тр - передаточное число рансмиссии.

Для первой передачи - д_вр1 = 1+(0,04+0,04*(4,85*1,98)*1660)/1660=1,38

Для второй передачи - д_вр2 = 1+(0,04+ 0,04*(4,85*1,67)*1660)/1660=1,32

Для третей передачи - д_вр3 = 1+(0,04+ 0,04*(4,85*1,37)*1660)/1660=1,27

Для четвертой передачи-д_вр4=1+(0,04+0,04*(4,85*1,19)*1660)/1660=1,23

Для пятой передачи - д_вр5 = 1+(0,04+ 0,04*(4,85*0,78)*1660)/1660 = 1,15

j₁₁ = (0,26 - 0,0121) Ч9,81/1,38 = 1,76 м/с²

j₁₂ = (0,28 - 0,0124) Ч9,81/1,38 = 1,9 м/с²

j₁₃ = (0,28 - 0,0129) Ч9,81/1,38 = 1,9 м/с²

j₁₄ = (0,26 - 0,0136) Ч9,81/1,38 = 1,75 м/с²

j₁₅ = (0,22 - 0,0145) Ч9,81/1,38 = 1,46 м/с²

j₁₆ = (0,21 - 0,0148) Ч9,81/1,38 = 1,39 м/с²

j₁₇ = (0,19 - 0,0154) Ч9,81/1,38 = 1,24 м/с²

j₂₁ = (0,22 - 0,0121) Ч9,81/1,32 = 1,54 м/с²

j₂₂ = (0,23 - 0,0126) Ч9,81/1,32 = 1,62 м/с²

j₂₃ = (0,23 - 0,0133) Ч9,81/1,32 = 1,61 м/с²

j₂₄ = (0,21 - 0,0143) Ч9,81/1,32 = 1,45 м/с²

j₂₅ = (0,18 - 0,0155) Ч9,81/1,32 = 1,22 м/с²

j₂₆ = (0,17 - 0,0159) Ч9,81/1,32 = 1,15 м/с²

j₂₇ = (0,15 - 0,0167) Ч9,81/1,32 = 0,99 м/с²

j₃₁ = (0,18 - 0,0122) Ч9,81/1,27 = 1,3 м/с²

j₃₂ = (0,19 - 0,0128) Ч9,81/1,27 = 1,37 м/с²

j₃₃ = (0,19 - 0,0139) Ч9,81/1,27 = 1,36 м/с²

j₃₄ = (0,17 - 0,0154) Ч9,81/1,27 = 1,19 м/с²

j₃₅ = (0,14 - 0,0173) Ч9,81/1,27 = 0,95 м/с²

j₃₆ = (0,13 - 0,0178) Ч9,81/1,27 = 0,87 м/с²

j₃₇ = (0,11 - 0,019) Ч9,81/1,27 = 0,7 м/с²

j₄₁ = (0,16 - 0,0123) Ч9,81/1,23 = 1,18 м/с²

j₄₂ = (0,17 - 0,0131) Ч9,81/1,23 = 1,25 м/с²

j₄₃ = (0,16 - 0,0145) Ч9,81/1,23 = 1,16 м/с²

j₄₄ = (0,14 - 0,0165) Ч9,81/1,23 = 0,99 м/с²

j₄₅ = (0,11 - 0,019) Ч9,81/1,23 = 0,73 м/с²

j₄₆ = (0,1 - 0,0197) Ч9,81/1,23 = 0,64 м/с²

j₄₇ = (0,08 - 0,0213) Ч9,81/1,23 = 0,47 м/с²

j₅₁ = (0,1 - 0,0126) Ч9,81/1,15 = 0,75 м/с²

j₅₂ = (0,1 - 0,0146) Ч9,81/1,15 = 0,73 м/с²

j₅₃ = (0,08 - 0,0178) Ч9,81/1,15 = 0,53 м/с²

j₅₄ = (0,06 - 0,0224) Ч9,81/1,15 = 0,32 м/с²

Таблица 7 - Значения ускорений автомобиля

I	D1	0,26	0,28	0,28	0,26	0,22	0,21	0,19
		0,0121	0,0124	0,0129	0,0136	0,0145	0,0148	0,0154
	V1, км/ч	12,96	25,91	38,87	51,82	64,78	68,02	74,82
	j1, м/с2	1,76	1,90	1,90	1,75	1,46	1,39	1,24
II	D2	0,22	0,23	0,23	0,21	0,18	0,17	0,15
		0,0121	0,0126	0,0133	0,0143	0,0155	0,0159	0,0167
	V2, км/ч	15,36	30,72	46,08	61,44	76,8	80,64	88,71
	J2, м/с2	1,54	1,62	1,61	1,45	1,22	1,15	0,99
III	D3	0,18	0,19	0,19	0,17	0,14	0,13	0,11
		0,0122	0,0128	0,0139	0,0154	0,0173	0,0178	0,0190
	V3, км/ч	18,72	37,45	56,17	74,9	93,62	98,3	108,13
	J3, м/с2	1,30	1,37	1,36	1,19	0,95	0,87	0,70
IV	D4	0,16	0,17	0,16	0,14	0,11	0,1	0,08
		0,0123	0,0131	0,0145	0,0165	0,0190	0,0197	0,0213
	V4, км/ч	21,56	43,11	64,67	86,22	107,78	113,17	124,49
	J4, м/с2	1,18	1,25	1,16	0,99	0,73	0,64	0,47
V	D5	0,1	0,1	0,08	0,06	0,02	0,01	-
		0,0126	0,0146	0,0178	0,0224	0,0282	0,0299	0,0336
	V5, км/ч	32,89	65,77	98,66	131,55	164,43	172,65	189,92
	J5, м/с2	0,75	0,73	0,53	0,32	-	-	-



Рисунок 5 - График ускорений автомобиля Volkswagen Polo Sedan

1.9.2 Определение времени разгона

При проведении расчетов полагаем, что разгон автомобиля на каждой передаче производится до достижения максимальных оборотов двигателя.

Для определения времени разгона на каждой передаче определяем среднее ускорение:

j_ср = (j_н+j_к)/2 (35)

j_ср11 = (1,76+1,9)/2=1,83 м/с²

j_ср12 = (1,9+1,9)/2=1,9 м/с²

j_ср13 = (1,9+1,75)/2=1,825 м/с²

j_ср14 = (1,75+1,46)/2=1,605 м/с²

j_ср15 = (1,46+1,39)/2=1,425 м/с²

j_ср16 = (1,39+1,24)/2=1,315 м/с²

j_ср21 = (1,54+1,62)/2=1,58 м/с²

j_ср22 = (1,62+1,61)/2=1,615 м/с²

j_ср23 = (1,61+1,45)/2=1,53 м/с²

j_ср24 = (1,45+1,22)/2=1,335 м/с²

j_ср25 = (1,22+1,15)/2=1,185 м/с²

j_ср26 = (1,15+0,99)/2=1,07 м/с²

j_ср31 = (1,3+1,37)/2=1,335 м/с²

j_ср32 = (1,37+1,36)/2=1,365 м/с²

j_ср33 = (1,36+1,19)/2=1,275 м/с²

j_ср34 = (1,19+0,95)/2=1,07 м/с²

j_ср35 = (0,95+0,87)/2=0,91 м/с²

j_ср36 = (0,87+0,7)/2=0,785 м/с²

j_ср41 = (1,18+1,25)/2=1,215 м/с²

j_ср42 = (1,25+1,16)/2=1,205 м/с²

j_ср43 = (1,16+0,99)/2=1,075 м/с²

j_ср44 = (0,99+0,73)/2=0,86 м/с²

j_ср45 = (0,73+0,64)/2=0,685 м/с²

j_ср46 = (0,64+0,47)/2=0,555 м/с²

j_ср51 = (0,66+0,64)/2=0,65 м/с²

j_ср52 = (0,64+0,45)/2=0,545 м/с²

j_ср53 = (0,45+0,24)/2=0,345 м/с²

j_ср54 = (0,24+0)/2=0,345 м/с²

При изменении скорости от V_н (начальная) до V_к (конечная) среднее ускорение можно определить из выражения:

j_ср = (V_к - V_н)/t. (36)

Отсюда находим время разгона на каждой передаче:

t = (V_к - V_н)/ j_ср (37)

t₁₁ = (25,91 - 12,96)/ 1,9х3,6 = 1,97 с

t₁₂ = (38,87 - 25,91)/1,9х3,6 = 1,89 с

t₁₃ = (51,82 - 38,87)/ 1,825х3,6 = 1,97 с

t₁₄ = (64,78 - 51,82)/ 1,605х3,6 = 2,24 с

t₁₅ = (68,02 - 64,78)/ 1,425х3,6 = 0,63 с

t₁₆ = (74,82 - 68,02)/ 1,315х3,6 = 1,44 с

t₂₁ = (30,72 - 15,36)/ 1,58х3,6 = 2,7 с

t₂₂ = (46,08 - 30,72)/1,615х3,6 = 2,64 с

t₂₃ = (61,44 - 46,08)/ 1,53х3,6 = 2,79 с

t₂₄ = (76,8 - 61,44)/ 1,335х3,6 = 3,2 с

t₂₅ = (80,64 - 76,8)/ 1,185х3,6 = 0,9 с

t₂₆ = (88,73 - 80,64)/ 1,07х3,6 = 2,1 с

t₃₁ = (37,45 - 18,72)/ 1,335х3,6 = 3,9 с

t₃₂ = (56,17 - 37,45)/1,365х3,6 = 3,81 с

t₃₃ = (74,9 - 56,17)/ 1,275х3,6 = 4,08 с

t₃₄ = (93,62 - 74,9)/ 1,07х3,6 = 4,86 с

t₃₅ = (98,3 - 93,62)/ 0,91х3,6 = 1,43 с

t₃₆ = (108,13 - 98,3)/ 0,785х3,6 = 3,48 с

t₄₁ = (43,11 - 21,56)/ 1,215х3,6 = 4,93 с

t₄₂ = (64,67 - 43,11)/1,205х3,6 = 4,97 с

t₄₃ = (86,22 - 64,67)/ 1,075х3,6 = 5,57 с

t₄₄ = (107,78 - 86,22)/ 0,86х3,6 = 6,96 с

t₄₅ = (113,17 - 107,78)/ 0,685х3,6 = 2,19 с

t₄₆ = (124,49 - 113,17)/ 0,555х3,6 = 5,67 с

t₅₁ = (65,77 -32,89)/ 0,74х3,6 = 12,34 с

t₅₂ = (98,66 - 65,77)/0,63х3,6 = 14,5 с

t₅₃ = (131,55 - 98,66)/ 0,425х3,6 = 21,5 с

t₅₄ = (164,43- 131,55)/ 0,15х3,6 = 57,08 с

Падение скорости за время переключения передач определяем по формуле:

V_п = 9,3Чt_пЧ. (38)

V_п = 9,3Ч0,2Ч0,0147= 0,03 м

1.9.3 Определение пути разгона автомобиля

Путь разгона определяется в тех же интервалах изменения скорости:

S = V_срЧt, (41)

где V_ср - средняя скорость движения в интервале;

V_ср = (V_н + V_к)/2 (42)

V_ср11 = (12,96 + 25,91)/2 = 19,44 км/час

V_ср12 = (25,91 + 38,87)/2 = 32,39 км/час

V_ср13 = (38,87 + 51,82)/2 = 45,35 км/час

V_ср14 = (51,82 + 64,78)/2 = 58,3 км/час

V_ср15 = (64,78 + 68,02)/2 = 66,4 км/час

V_ср16 = (68,02 + 74,82)/2 = 71,42 км/час

V_ср21 = (15,36 + 30,72)/2 = 23,04 км/час

V_ср22 = (30,72 + 46,08)/2 = 38,4 км/час

V_ср23 = (46,08 + 61,44)/2 = 53,76 км/час

V_ср24 = (61,44 + 76,8)/2 = 69,12 км/час

V_ср25 = (76,8 + 80,64)/2 = 78,72 км/час

V_ср26 = (80,64 + 88,71)/2 = 84,68 км/час

V_ср31 = (18,72 + 37,45)/2 = 28,09 км/час

V_ср32 = (37,45 + 56,17)/2 = 46,81 км/час

V_ср33 = (56,17 + 74,9)/2 = 65,54 км/час

V_ср34 = (74,9 + 93,62)/2 = 84,26 км/час

V_ср35 = (93,62 + 98,3)/2 = 95,96 км/час

V_ср36 = (98,3 + 108,13)/2 = 103,22 км/час

V_ср41 = (21,56 + 43,11)/2 = 32,34 км/час

V_ср42 = (43,11+ 64,67)/2 = 53,89 км/час

V_ср43 = (64,67 + 86,22)/2 = 75,45 км/час

V_ср44 = (86,22 + 107,78)/2 = 97,0 км/час

V_ср45 = (107,78 + 113,17)/2 = 110,48 км/час

V_ср46 = (113,17 + 124,49)/2 = 118,83 км/час