Тяговая характеристика автомобиля

Цель занятия: научиться рассчитывать и строить тяговую характеристику автомобиля

Время: 4 часа

1. Теоретические сведения

Тяговой характеристикой автомобиля называют изображенную в виде графика зависимость силы тяги от скорости автомобиля. Тяговую характеристику строят по результатам стендовых испытаний автомобиля или по расчетным данным. Для проведения стендовых испытаний автомобиль 1 (рис.1) устанавливают ведущими колесами на беговые барабаны 4 стенда и прикрепляют при помощи троса через динамометр 2 к неподвижной стойке 3. При полностью открытой дроссельной заслонке с помощью гидравлического или электрического тормоза создают такое сопротивление вращению беговых барабанов, при которых их угловая скорость остается постоянной. Замерив тахометром угловую скорость ω_к ведущих колес и зная их радиус , определяют скорость (в м/c), с какой бы двигался автомобиль при той же скорости ω_к по дороге:

(1)

Угловые скорости ведущих колес ω_к и коленчатого вала ω_е связаны между собой равенством

,

где i - передаточное число трансмиссии; і_к , і_д , і_гл - передаточные числа соответственно коробки передач, дополнительной коробки и главной передачи.

Поэтому:

, (2)

Если пренебречь потерей энергии при качении ведущих колес по барабанам стенда, то можно считать, что сила тяги равна силе нагружающей динамометр, и определить величину силы Рт по его показаниям.

При дорожных испытаниях автомобиля динамометры используют для определения момента на карданном валу или на полуоси автомобиля. С этой же целью на вал или на полуось наклеивают тензометрические датчики, позволяющие передавать информацию даже о кратковременных изменениях момента.

Рис. 1

При отсутствии экспериментальных данных величину силы Р определяют расчетным путем, используя для этого скоростную характеристику двигателя.

Во время передачи момента на валу двигателя Ме агрегатами трансмиссии его величина изменяется пропорционально передаточным числам агрегатов. Момент М (в Н м), подводимый к полуосям при равномерном движении автомобиля:

, (3)

где М -суммарный момент трения в трансмиссии.

Учитывая, что ,

где - к.п.д. трансмиссии, Ne и N - соответственно мощность на валу двигателя и ведущих колесах автомобиля,

момент М можно определить также следующим образом:

, (4)

а силу тяги (в Н) – по формуле:

(5)

Определив Ме, η (или М ) и для нескольких значений ω_е, можно, пользуясь формулой (5), найти зависимость силы тяги от скорости автомобиля по всем диапазонам изменения угловой скорости ω_е и момента Ме и построить тяговую характеристику автомобиля (рис.2).

PT

Число кривых на этом графике соответствует числу ступеней в коробке передач.

Vmax V

ωeIII

ωeII

ωeI

lV

PT I

PT II

PT III

Рис.2

В нижней части графика нанесены шкалы угловых скоростей ω_е на различных передачах. Вначале, задавшись размерами графика, по значению максимальной скорости υ_max определяют длину l_υ шкалы скорости. Такая же длина l_υ должна быть и у шкалы угловых скоростей на высшей передаче. Эту шкалу наносят ниже шкалы скорости υ. При постоянной угловой скорости двигателя значения скорости автомобиля на различных передачах обратно пропорционально передаточным числам коробки передач:

υ_I : υ_II = i_II : i_I ; υ_II : υ_III = i_III : i_II … и т.д.

Поэтому размер деления шкалы угловой скорости, например, для первой передачи в i_I раз меньше размера деления шкалы для прямой передачи.