Расчет и построение графиков силовых и мощностных балансов для автомобилей УАЗ 3741 и Volkswagen Transporter T4

С помощью уравнений силового и мощностного баланса можно находить все параметры, характеризующие тягово-скоростные свойства автомобиля. Эти уравнения являются дифференциальными уравнениями первого порядка.

Уравнение силового баланса выглядит следующим образом:

РT=Рв+Рд+Ри,

где РT – тяговое усилие, кН;

Рв – сила сопротивления воздуха, кН;

Рд – сила сопротивления дороги, кН;

Ри – сила сопротивления разгону автомобиля, кН.

Правая часть уравнения характеризует действие на автомобиль того или иного фактора или факторов окружающей среды или самого автомобиля, препятствующего (препятствующих) движению автомобиля, а сила, находящаяся в левой части является силой обеспечивающей движениё автомобиля:

, кН

где Ме – крутящий момент, Н×м;

hтр – КПД трансмиссии;hтр=0,9

rд – динамический радиус колеса, м;

iтр – передаточное число трансмиссии.

iтр=iкп×iгп×iрк

Динамический радиус колеса можно считать примерно равным статическому радиусу колеса, который определяется по формуле:

rст=rд=0,5×d+D×B×lcм, м,

где d – посадочный диаметр обода колеса, мм;

D=Н/В, где Н и В-высота и ширина профиля шины, мм;

B – ширина профиля шины, мм;

lcм – коэффициент, учитывающий смятие шины под нагрузкой

принимаем lcм=0,84;

Расчет для автомобиля УАЗ 3741 с маркировкой шин 225/75R16

rд=0,5×16× 25,4+0,7×225× 0,84= 335,5 мм

rд=335,5 мм = 0,336 м

Рт=158,8376*0,9*4,12*4,11*1,47*10-3/0,336=10,59 кН;

Расчет для автомобиля Volkswagen Transporter T4 с маркировкой шин 205/65 R15

rд=0,5×15× 25,4+0,7×205× 0,84=311,04 мм

rд=311,04 мм =0,311 м.

Рт=176,2139*0,9*3,77*3,84*1,35*10-3/0,311=9,97 кН;

Силу сопротивления воздуха можно рассчитать по следующей формуле:

, кН,

где Va – скорость движения автомобиля, м/с:

, м/с

Расчет для автомобиля УАЗ 3741

Va=104,6667*0,336/4,12*4,11*1,47=1,41 м/с;

Расчет для автомобиля Volkswagen Transporter T4

Va=104,6667*0,311/3,77*3,84*1,35=1,67 м/с;

W – фактор обтекаемости, который определяется по формуле:

где – коэффициент обтекаемости, показывающий зависимость силы сопротивления воздуха от формы и качества покрытия формы,;

=0,15–0,3 для легкового автомобиля, примем =0,225

– лобовая площадь автомобиля, которая определяется по формуле:

где– коэффициент формы, =0,78;

– габаритная ширина автомобиля;

– габаритная высота автомобиля.

Расчет для автомобиля УАЗ 3741

=0,78×1,940×2,100=3,178м2; W=0,225×3,178=0,715;

Рв=0,715×2,07692×10-3=0,0031 кН;

Расчет для автомобиля Volkswagen Transporter T4

=0,78×1,840×1,940=2,784м2; W=0,225×2,784=0,626;

Рв=0,626×2,24852×10-3=0,0032 кН;

Силу сопротивления дороги для автомобиля можно рассчитать по формуле:

, кН

где– масса автомобиля, H;

- суммарный коэффициент сопротивления дороги.

=0,15

Расчет для автомобиля УАЗ 3741

Рд=2720×9,8×0,15×10-3=3,998 кН

Расчет для автомобиля Volkswagen Transporter T4

Рд=2640×9,8×0,15×10-3=3,881 кН

Сила сопротивления разгону не рассчитывается, так как автомобиль двигается равномерно.

Таблица 3. Силовой баланс автомобилей УАЗ 3741 и Volkswagen Transporter T4