AUTOMOBILIŲ DINAMINIS SKAIČIAVIMAS
1. Variklio išorinio greičio charakteristikos sudarymas
1.1. Variklio apsisukimų parinkimas
Skaičiavimai atliekami pradedant mažais ir baigiant dideliais sūkiais.Parenkamas apsisukimų koeficientas a ═ 0,2-1,2.
Pateikiamas skaičiavimo pavyzdys ne ═ a npne=0.2*5500=1100Hz
Skaičiavimų rezultatai surašomi į 1 lentelę 1 lentelėVariklio apsisukimai 1 2 3 4 5 6 7 8a 0.2 0.4 0.6 0.8 0.9 1 1.1 1.2ne 1100 2200 3300 4400 4950 5500 6050 6600
1.2. Variklio galios ir sukimo momento skaičiavimas prie įvairių variklio apsisukimų
Išorinio greičio charakteristikai sudaryti naudojjamės empirine formule:
Pe = Pemax • ne/np• [a+b•ne/np – (ne/np)2] (kW). (2)
Pe ir ne – bet kokio charakteristikos taško galingumas ir veleno sūkiai.np- veleno sūkiai esant variklio didžiausiai galiai PemaxSudarant charakteristiką pagal šią formulę, pradiniai duomenys būna Pemax ir np. Koeficientų a ir b reikšmės šios.Oto variklių; a » 1; b » 1;Dyzelių su vientisa kamera; a » 0,87; b » 1,13;
Dyzelių su prieškamere; a » 0,6; b » 1,4;Dyzelių su sūkurine kamera; a » 0,7 b » 1,3
Sukimo momentas skaičiuojamas naudojant formulę.
Me ═ 9570 * Pe/ne (3)
M – N m; Pe – kW; ne – min-1
Atliekame skaičiavimus:Pateikiamas skaičiavimo pavyzdys Pe = Pemax • ne/np• [a+b•ne/np – (ne/np)2] (kW). Pe=77*1100/5500 (1+1*1100*5500-(1100/500)2)=17,86kW
Pateikiamas skaičiavimo pavyzdys Me ═ 9570 * Pe/neMe ═9570*17,86/1100=155,42Atlikus skaičiavimus prie įvairių veleno sūkių gautus duomenis surašom į 2 lentelę 2 lentelėVariklio galia ir sukimo momentas prie įvairių variklio apsisukimų 1 2 3 4 5 6 7 8ne 1100 2200 3300 4400 4950 5500 6050 6600Pe 17.86 38.19 57.29 71.46 75.54 77.00 75.38 70.22Me 155.42 166.14 166.14 155.42 146.04 133.98 119.24 101.82Pagal gautus duomenis brėžiamas variklio išorinio greičio charakteristikos grafikas.
2. Ratų riedėjimo spindulys
Atliekame skaičiavimus:Pateikiamas skaičiavimo pavyzdysRr = (r0 + x•h) 0,0254 mDuota: 175/70 R13 170*0,7/25.4=4.82colr0=13/2=6.5colRr=(6.5+0.9*4.82)*0.0254=0.28m
3. Automobilio traukos charakteristika
Automobilio traukos jėga FL skaičiuojama:FL = (Me•ipd•ipp•ηtr) /Rr (N)
Automobilio traukos jėga FL skaičiuojama:Pateikiamas skaičiavimo pavyzdys FL = (Me•ipd•ipp•ηtr) /Rr (N).ipd – pavarų dėžės perdavimo skaičiusipp – pagrindinės pavaros perdavimo skaičius
ηtr – 0,88 – 0,92 išilgai variklis;ηtr – 0,91 – 0,95 skersai variklis.FL=Automobilio važiavimo greitis skaičiuojamas:Pateikiamas skaičiavimo pavyzdys v = (2π•Rr •ne) / (60•ipd • ipp ηtr) (m/s) v=
Skaičiuojam kiekvienai pavarai 8 kartus. Skaičiavimo rezultatus surašome į 3 lentelę.3 lentelėTraukos jėga ir važiavimo greitis 1 2 3 4 5 6 7 81 FL 6180.57 6606.81 6606.81 6180.57 5807.60 5328.07 4741.99 4049.34 v 2.90 5.79 8.69 11.58 13.03 14.48 15.92 17.372 FL 3747.58 4006.03 4006.03 3747.58 3521.43 3230.67 2875.30 2455.31 v 4.77 9.55 14.32 19.10 21.49 23.87 26.26 28.653 FL 2511.47 2684.67 2684.67 2511.47 2359.91 2165.06 1926.90 1645.44 v 7.12 14.25 21.37 28.50 32.06 35.62 39.19 42.754 FL 1863.98 1992.53 1992.53 1863.98 1751.50 1606.88 1430.12 1221.23 v 9.60 19.20 28.80 38.40 43.20 48.00 52.80 57.605 FL 1491.18 1594.02 1594.02 1491.18 1401.20 1285.50 1144.10 976.98 v 12.00 24.00 36.00 48.00 54.00 60.00 66.00 72.00
Pagal gautus duomenis brėžiamas automobilio traukos charakteristikos grafikas .
4. Automobilio traukos balansas
Traukos balanso lygtis:Paaiškinkite traukos balanso lygtį FL = Fk ± Fµ ± Fa + FW (N) Fk-riedėjimo pasipriešinimo jėga. Fф-Įkalnės pasipriešinimo jėga;Fa- greitėjimo riedėjimo jėga;Fw-oro pasipriešinimo jėga
Skaičiuojant traukos balansą priimame, kad automobilis važiuoja tolygiai horizontaliu keliu, todėl:Fa = 0 Fa = 0
Traukos balanso lygtis bus: FL = Fk + FW (N).
(10)Skaičiuojame riedėjimo pasipriešinimo jėgą Fk = Ga•k (N) Ga=16250N k= 0,02 Fk= 0.02*16250=325 N
Skaičiuojame oro pasipriešinimo jėgą. FW = kW•A•v2 (N).B=1,44mkw=0,15H=1.395m A=BxHA=1,44*1,395=2,01mFw= 0,15*2,01*2.92 = 2.53N
Skaičiuojam kiekvienai pavarai prie įvairių greičių. Gautus duomenis surašom į 4 lentelę4 lentelėOro pasipriešinimo jėga 1 2 3 4 5 6 7 81 Fw 2.53 10.10 22.73 40.41 51.14 63.14 76.40 90.922 Fw 6.87 27.48 61.83 109.91 139.11 171.74 207.80 247.303 Fw 15.30 61.18 137.66 244.73 309.74 382.39 462.70 550.654 Fw 27.77 111.07 249.91 444.29 562.30 694.20 839.98 999.655 Fw 43.39 173.55 390.49 694.20 878.59 1084.68 1312.47 1561.95
Traukos balanso grafike oro pasipriešinimo jėga yra brėžiama tik paskutinės pavaros. Pagal gautus duomenis brėžiamas automobilio traukos balanso grafikas.
5. Automobilio dinaminė charakteristikaDinaminės charakteristikos sudarymui skaičiuoju dinaminį faktorių, automobiliui važiuojant įvairiomis pavaromis prie įvairių variklio sūkių pilnai pakrautam.
Dinaminis faktorius 1 2 3 4 5 6 7 81 D 0.38 0.41 0.41 0.38 0.35 0.32 0.29 0.24 v 2.90 5.79 8.69 11.58 13.03 14.48 15.92 17.372 D 0.23 0.24 0.24 0.22 0.21 0.19 0.16 0.14 v 4.77 9.55 14.32 19.10 21.49 23.87 26.26 28.653 D 0.15 0.16 0.16 0.14 0.13 0.11 0.09 0.07 v 7.12 14.25 21.37 28.50 32.06 35.62 39.19 42.754 D 0.11 0.12 0.11 0.09 0.07 0.06 0.04 0.01 v 9.60 19.20 28.80 38.40 43.20 48.00 52.80 57.605 D 0.09 0.09 0.07 0.05 0.03 0.01 -0.01 -0.04 v 12.00 24.00 36.00 48.00 54.00 60.00 66.00 72.00
DINAMINĖ CHARAKTERISTIKA PARODO DINAMINIO FAKTORIAUS PRIKLAUSOMYBĘ NUO AUTOMOBILIO VAŽIAVIMO GREIČIO.Pagal gautus duomenis brėžiau grafiką.
6. Automobilio apkrovimo monogramaApkrovimo monogramos sudarymui apskaičiuojamas tuščio automobilio dinaminis faktorius
Naudojantis šia formule ir sudaroma monograma. Pasirenkama tam tikros pakrauto automobilio dinaminio faktoriaus reikšmės, įstatomos į šią formulę ir apskaičiuojamos ją atitinkančios nepakrauto automobilio dinaminio faktoriaus reikšmės. Gauti dydžiai tuo pačiu dinaminio faktoriaus masteliu pažymimi tie krovinio dydžio qk=0. Anksčiau pasirinkti ir naujai apskaičiuoti taškai sujungiami tiesėmis. Visos šios tiesės turi susikirsti viename taške. Taip gaunama monograma.
D0 0.58 0.62 0.62 0.58 0.54 0.49 0.44 0.37
Brėžiau apkrovimo monogramą dinaminėje charakteristikoje.7. Prabuksavimo kontrolės grafikasPrabuksavimo kontrolės grafikas brėžiamas kartu su dinamine charakteristika ir apkrovimo monograma. Duomenis grafikui rekomenduojama skaičiuoti kai automobilis važiuoja asfaltu ir kibumo koeficientas būna 0,75 – 0,8 ir jo reikšmės gali kisti nuo 0,1 iki 0,9.Kai kibumo reikšmę prilyginau 1 skaičiuojame pagal formules:
G0 – nepakrauto automobilio svoris (N)Ga – pakrauto automobilio svoris (N)φk – kibumo reikšmės φ – važiuojant asfaltu 0,75 – 0,8
Duomenys prabuksavimo kontrolės grafikuiφk 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9Dφ0 0.049 0.098 0.147 0.197 0.246 0.295 0.344 0.393 0.442Dφ 0.075 0.150 0.225 0.300 0.375 0.450 0.525 0.600 0.675Brėžiau prabuksavimo kontrolės grafiką dinaminėje charakteristikoje su monograma.
8. Automobilio greitėjimo, lėtėjimo skaičiavimasPagrindiniai automobilio įsibėgėjimą charakterizuojantys parametrai yra šie: įsibėgėjimo pagreitis, trukmė ir kelias. Taigi juo automobilis gali išvystyti didesnį pagreitį, įsibėgėti per trumpiausiame kelio ruože pasiekti norimą greitį, tuo jis yra dinamiškesnis. Nagrinėdami įsibėgėjimo procesą naudosimės dinamine charakteristika. Iš dinaminio faktoriaus balanso lygties galima surasti pagreitį įsibėgėjimo metu:
k – riedėjimo pasipriešinimo koeficientas;g – laivo kūno kritimo pagreitis; g=9.81 m/s2δ – koef. įvertinantis besisukančių automobilio detales;
Skaičiuojant skirtingą perdavimą turinčiom pavarom ipdAutomobilio greitėjimas skaičiuojamas pilnai pakrautam automobiliui, važiuojant horizontaliu asfalto betoninės dangos keliu, kurio k yra lygus 0,015.
Duomenis surašome į lentelę: 1 2 3 4 5 6 7 81 a 2.33 2.50 2.49 2.32 2.17 1.97 1.74 1.46 v 2.90 5.79 8.69 11.58 13.03 14.48 15.92 17.372 a 1.73 1.84 1.83 1.68 1.55 1.39 1.20 0.97 v 4.77 9.55 14.32 19.10 21.49 23.87 26.26 28.653 a 1.21 1.28 1.24 1.09 0.97 0.83 0.66 0.46 v 7.12 14.25 21.37 28.50 32.06 35.62 39.19 42.754 a 0.89 0.91 0.83 0.65 0.53 0.37 0.19 -0.01 v 9.60 19.20 28.80 38.40 43.20 48.00 52.80 57.605 a 0.68 0.66 0.54 0.31 0.16 -0.02 -0.23 -0.47 v 12.00 24.00 36.00 48.00 54.00 60.00 66.00 72.00
Brėžiau greitėjimo grafiką.
9. Įsibėgėjimo laikas ir keliasĮsibėgėjimo laikas nustatomas naudojantis greitėjimo grafiku. Jame kiekvienos pavaros grafikas padalinamas į 6 ruoželius ir surandamos kiekvieno ruoželio greitis ir greitėjimas pagal grafiko mastelį. Gauti duomenys iš grafiko naudojami skaičiuojant įsibėgėjimui sugaištą laiką bei nuvažiuotą įsibėgėjant kelią.
Suminis visos pavaros įsibėgėjimo laikas bus lygus visų ruoželių laiko sumai
Įsibėgėjimo kelias surandamas
Suminis visos pavaros įsibėgėjimo kelias surandamas
Duomenys lentelėse.Skaičiuojame automobilio įsibėgėjimo laiką, duomenis ėmiau iš grafiko ir surašiau į lentelės.
Įsibėgėjimo laikas 1 pavara Duomenys iš grafikoNr. Rodiklis 1 2 3 4 51 Greitis m/spradinisgalinis 3.5 5 10.5 12.5 13.5 5 10.5 12.5 13.5 14.52 Greitėjimas m/s2pradinisgalinis 2.41 2.54 2.44 2.28 2.09 2.54 2.44 2.28 2.09 1.933 Vidutinis pagreitėjimasavid=(apr+agl)/2 2.48 2.49 2.36 2.19 2.014 Įsibėgėjimo laikastn = 0.61 2.21 0.85 0.46 0.505 Suminis įsibėgėjimo laikas 4,62
Įsibėgėjimo laikas 2 pavara Duomenys iš grafikoNr. Rodiklis 1 2 3 4 51 Greitis m/spradinisgalinis 14.5 16.5 19.5 22.5 24.5 16.5 19.5 22.5 24.5 25.52 Greitėjimas m/s2pradinisgalinis 1.93 1.82 1.68 1.51 1.35 1.82 1.68 1.51 1.35 1.203 Vidutinis pagreitėjimasavid=(apr+agl)/2 1.88 1.75 1.60 1.43 1.284 Įsibėgėjimo laikastn = 1.07 1.71 1.88 1.40 0.785 Suminis įsibėgėjimo laikas 6,84
Įsibėgėjimo laikas 3 pavara Duomenys iš grafikoNr. Rodiklis 1 2 3 4 51 Greitis m/spradinisgalinis 25.5 27 30.5 33 35.5 27 30.5 33 35.5 37.52 Greitėjimas m/s2pradinisgalinis 1.2 1.13 1.04 0.94 0.82 1.13 1.04 0.94 0.82 0.723 Vidutinis pagreitėjimasavid=(apr+agl)/2 1.17 1.09 0.99 0.88 0.774 Įsibėgėjimo laikastn = 1.29 3.23 2.53 2.84 2.605 Suminis įsibėgėjimo laikas 12,48
Įsibėgėjimo laikas 4 pavara
Duomenys iš grafikoNr. Rodiklis 1 2 3 4 51 Greitis m/spradinisgalinis 37.5 40 42.5 45.5 48 40 42.5 45.5 48 49.52 Greitėjimas m/s2pradinisgalinis 0.72 0.63 0.54 0.45 0.35 0.63 0.54 0.45 0.35 0.293 Vidutinis pagreitėjimasavid=(apr+agl)/2 0.68 0.59 0.50 0.40 0.324 Įsibėgėjimo laikastn = 3.70 4.27 6.06 6.25 4.695 Suminis įsibėgėjimo laikas 24,98
Įsibėgėjimo kelias randamas naudojantis grafiku, duomenys surašomi į lenteles.
Įsibėgėjimo kelias 1 pavara Duomenys iš grafikoNr. Rodiklis 1 2 3 4 51 Greitis m/spradinisgalinis 3.5 5 10.5 12.5 13.5 5 10.5 12.5 13.5 14.52 Vidutinis greitisVvid=(Vpr+Vgl)/2 4.25 7.75 11.50 13.00 14.003 Įsibėgėjimo laikas tn 0.61 2.21 0.85 0.46 0.504 Įsibėgėjimo kelias
2.58 17.12 9.75 5.95 6.975 Suminis įsibėgėjimo kelias 42,35
Įsibėgėjimo kelias 2 pavara Duomenys iš grafikoNr. Rodiklis 1 2 3 4 51 Greitis m/spradinisgalinis 14.5 16.5 19.5 22.5 24.5 16.5 19.5 22.5 24.5 25.52 Vidutinis greitisVvid=(Vpr+Vgl)/2 15.50 18.00 21.0 23.50 25.003 Įsibėgėjimo laikas tn 1.07 1.71 1.88 1.40 0.784 Įsibėgėjimo kelias
16.53 30.86 39.5 32.87 19.615 Suminis įsibėgėjimo kelias 139,36
Įsibėgėjimo kelias 3 pavara
Duomenys iš grafikoNr. Rodiklis 1 2 3 4 51 Greitis m/spradinisgalinis 25.5 27 30.5 33 35.5 27 30.5 33 35.5 37.52 Vidutinis greitisVvid=(Vpr+Vgl)/2 26.25 28.75 31.75 34.25 36.503 Įsibėgėjimo laikas tn 1.29 3.23 2.53 2.84 2.604 Įsibėgėjimo kelias
33.80 92.74 80.18 97.30 94.815 Suminis įsibėgėjimo kelias 398,82
Įsibėgėjimo kelias 4 pavara
Duomenys iš grafiko
Nr. Rodiklis 1 2 3 4 51 Greitis m/spradinisgalinis 37.5 40 42.5 45.5 48 40 42.5 45.5 48 49.52 Vidutinis greitisVvid=(Vpr+Vgl)/2 38.75 41.25 44.00 46.75 48.753 Įsibėgėjimo laikas tn 3.70 4.27 6.06 6.25 4.694 Įsibėgėjimo kelias143.52 176.28 266.67 292.19 228.525 Suminis įsibėgėjimo kelias 1107,17
Priedai
IšvadosDidėjant sukimosi dažniui variklio galingumas didėja, taip pat didėja sukimosi momentas. Tačiau pasiekus kritines vertes sukimosi dažnio abu šie dydžiai pradeda mažėti
Kaip matome iš grafiko pirmąja pavara yra gaunama didžiausia traukos jėga. Kai tuo tarpu greitis važiausias. Didėjant pavarai traukos jėga mažėja, o greitis didėja ir penktąja pavara yra pasiekiamas didžiausias greitis.
Traukos balanso grafike matome, kad vėjo pasipriešinimo jėga nuo greičiau priklauso beveik tiesiškai. Čia vėjo pasipriešinimo jėga ėmėme kuomet automobilis važiuoja penktąja pavara.
Automobilio dinaminės charakteristikos grafikas tai yra dinaminio faktoriaus priklausomybė nuo greičio. Šis grafikas gaunamas labai panašus kaip ir traukos jėgos grafikas.
Automobilio greitėjimo grafikas tai pagreičio priklausomybė nuo greičio. Nubrėžus šią priklausomybę galima nustatysi kada(kokiu greičiu važiuojant) naudinga perjungti aukštesnę pavarą.
Įsibėgėjimo laiko bei kelio grafikai buvo brėžiami naudojant sumines laiko ir kelio vertes, kurios buvo gautos iš automobilio greitėjimo grafiko kiekviena pavara. Laiko ir kelio priklausomybė nuo greičio yra praktiškai vienodos, beveik parabolinio dėsnio.