Calculul capacitatii de tractiune al automobilului

Calculul capacitatii de tractiune al automobilului.

1. Caracteristica externa a motorului.

Reprezinta variatia momentului motor cu turatia la deschiderea copleta a clapetei de acceleratie in cazul M.A.S si la pozitia maxima a manetei de imbogatire (a pompei) in cazul M.A.C.

Pentru M.A.S. cu limitatorul de turatie sau M.A.C. cu regulator

Explicarea diagramelor:

La turatia minima de functionare stabila a motorului minim se dezvolta o putere P₀ si un moment M₀;

La turatia de moment maxim motorul dezvolta momentul maxim M_max si puterea corespunzatoare momentului maxim P_M;

La turatia de putere maxima N_p se dezvolta momentul motor M_p si puterea maxima P_max;

La turatia de putere maxima se dezvolta puterea P_m si momentul M_m.

Fig. 3.3. Diagrama pentru M.A.S.

Functionarea stabila a motorului este intre si N_p, respectiv intre N_m si N_n.

Functinarea instabila este intre N_min si N_m.

Portiunea din caracteristica exterioara cuprinsa intre N_r si N_max poarta numele de caracteristica de regulator. Marimea zonei de stabilitate este caracterizata prin coeficientul de elasticitate:

sau (3.30)

Pentru M.A.S. C_e=0,450,64, pentru M.A.S. C_e=0,550,75.

Variatia momentului motor in zona de stabilitate este caracterizata prin coeficientul de adaptabilitate:

sau (3.31)

La M.A.S. C_a=1,11,3

La M.A.C. C_a=1,051,15

Fig. 3.4. Diagrama pentru M.A.S. cu limitator de turatie sau M.A.C. cu regulator

Pentru proiectarea motorului unui automobil se porneste de la relatia analitica de forma:

(3.32)

unde:  ; (3.33)

2. Randamentul transmisiei.

(3.34)

unde:

este randamentul transmisiei;

P_r este puterea la roata;

P este puterea efectiva a motorului;

Pt_r este puterea pierduta prin transmisie.

unde:

- randamentul cutiei de viteze;

- randamentul cutiei de distributie;

- randamentul transmisiei longitudinale;

- randamentul transmisiei principale.

Randamentul transmisiei mecanice este mai nare decat randamentul transmisiei hidraulice sau al transmisiei electrice.

Valorile medii ale randamentului transmisie mecanice sunt:

pentru autoturisme se alege .

3 Determinarea caracteristici exterioare a motorului.

Daca se cunoaste turatia de putere maxima M_p, precum si puterea efectiva P, se poate determina caracteristica externa.

3.1. Determinarea caracteristicii exterioare a motorului prin calculul puterii la viteza maxima.

Puterea la viteza maxima Pv_max este dat de relatia:

(3.35)

Putera maxima P_max:

(3.36)

Se alege pentru raportul valoarea 1,2

Deci: 

3.2. Dterminarea caracteristicii exterioare prin calculul puterii la viteza minima de deplasare pe panta maxima impusa.

(3.37)

unde:

(3.38)

este coeficientul rezistentei specifice a drumului V_1min este viteza minima de deplasare

Se alege panta maxima

4. Determinarea raportului de transmitere a transmisiei principale i₀

Prin raportul de transmitere de transmisie a transmisiei principale i₀ se intelege raportul de demultiplicare a turatiei ce se obtine in afara cutiei de viteze si cutiei de distributie.

(3.39)

(3.40)

5. Determinarea raportului de transimitere in prima treapta a cutiei de viteze i_cv1.

(3.41)

de unde:

6. Determinarea rapoartelor de transmisie in celelalte trepte ale cutiei de viteze.

6.1. Determinarea rapoartelor de tarnsmitere prin metoda grafo-analitica.

(3.42)

Fig.3.5. Determinarea rapoartelor de transmitere prin metoda grafo-analitica.

Pe abscisa se reprezinta vitezele V[m/s] la o scara arbitrara K_v=V/[V] unde [V] este segmentul de pe desen corespunzator vitezei V_1n,pe ordonata se reprezinta vitezele unghiulare la o scra arbitrara , unde [] este segmentul de pe desen corespunzator vitezei unghiulare .

Dreapta d₁ se construieste unind originea sistemului de axe 0 cu punctul a obtinut prein itersectia dreptei orizontale de ordonata cu dreapta verticala de abscisa V_1min.

Dreapta d₄ se traseaza unind originea sistemului de axe 0 cu punctul d obtinut prin intersectia dreptei orizontale de ordonata sau cu dreapta verticala de abscisa V_max.

Graficul funtiei in treapta a doua, adica d₂ reprezinta relatia:

(3.43)

Pornind de la egalitatea V_1max=V_2min si tinand seama ca V_2min se obtine la viteza unghiulara se coboara o perpendiculara si se obtine punctul b la intersectia cu . Unind originea sistemului de axe 0 cu punctul b si prelungind pana in b se obtine graficul functiei in treapta a doua. Pe cale grafo-analitica se deduce valoarea raportului de transmitere in treapta a doua si anume:

(3.44)

Graficul functiei in treapta a treia, adica dreapta d₃ reprezinta relatia:

Analog se deduce valoarea raportului de transmitere in treapta a treia:

Stabilirea treptelor din cutia de viteze poate fi facuta in doua feluri:

1) Pornind de la raportul i_cv1 cunoscut, construind punctul a' si apoi punand conditia V_1max=V_2min se obtin punctele b si b', rationamentele decurg la fel si in celelalte trepte, pana la o treapta n la care V_nmaxV_max

2) Pornind de la ultima treapta, cu raportul de transmitere unitar la care se realizeaza viteza maxima si efectuand constructia in sens invers pana la obtinerea unui punct a cu VV_1min.

6.2. Determinarea rapoartelor de transmitere prin metoda analitica.

v_1max=v_2max

v_2max=v_3min

..

v_(n-1)max=v_nmax

(3.45)

Daca se sorteaza , raportul denumit rotie, se poate scrie: (3.46)

Daca se considera ultima treapta a cutiei de viteze, treapta de priza directa   (i_cvn-1), atunci:

q^n-1=i_cvi sau (3.47)

Fiind determinat numarul de trepte si stiind ca i_cvn=1 se obtine raportul de transmitere intr-o treapta k:

(3.48)

7. Caracteristica puterilor.

(3.49)

Intervalul de putere utilizat la demarajul automobilului este cuprins intre puterea P_wi corespunzatoare vitezei unghiulare si puterea corespunzatoare limitei maxime a intervalului.

Deoarece functionarea motorului este stabilita in intervalul , functioneaza intr-o treapta de viteze se considera in intervalul P_MP_max.

Curba reprezinta suma puterilor pentru deplasarea cu viteza constanta a automobilului pe o panta inclinata cu unghiu si cu coeficientul de rezistenta la rulare f.

Fig.3.6. Caracteristica puterilor.

Segmentul ab reprezinta puterea necesara invingerii rezistentei la rulare.

Segmentul bc reprezinta puterea necesara invingerii rezistentei la panta.

Segmentul cd reprezinta puterea necesara invingerii rezistentei aerului. Segmentul de reprezinta puterea disponibila la viteza V₁ pentru accelerarea automobilului.

Daca :

(4.50)

se scrie ecuatia bilatului de putere cu formula:

(3.51)

La demaraj rationala devine schimbarea treptei a-3a cu a-4a cand viteza v₂=v_3max.