Меню

График мощность скорость автомобиля



Мощностной баланс автомобиля

Распределение мощности двигателя по отдельным видам мощностей, затрачиваемых на преодоление сопротивлений, носит название мощностного баланса и может быть представлено в виде следующего уравнения:

где ηт, – КПД трансмиссии;

v— скорость движения автомобиля, м/с;

NТ — мощность, подведенная от двигателя к ведущим колесам автомобиля;

Nтр — мощность, теряемая на трение в агрегатах трансмиссии;

Nf = Pfv — мощ­ность, затраченная на преодоление сил сопротивлению качения колес;

Nh = Рhv — мощность, затраченная на преодоление сил сопротивления подъему;

Nw = Pwv — мощность, затраченная на преодоление силы со­противления воздуха;

Nj = Рjv — мощность, затраченная на преодоле­ние силы инерции автомобиля.

Мощность, потерянная в трансмиссии автомобиля, может быть определена как:

Потери мощности на самопередвижение автомобиля (мощности сопротивления качению) определяется по формуле:

где Рf — сила сопротивления качению;

G — сила тяжести (вес) автомобиля;

f — коэффициент сопротивления качению.

Мощность на преодоление сил сопротивления воздуха:

где Рw — сила сопротивления воздуха;

кw — коэф­фициент обтекаемости;

F — лобовая площадь автомобиля.

Мощность на преодоление сил сопротивления подъему может быть определена по формуле:

где Рh — сила сопротивления подъема;

α — угол подъема.

При движении под уклон величина Nh берется со знаком минус.

Мощность, затрачиваемая на преодоление сил сопротивления разгону (сил инерции), определяют как:

где Рj – сила сопротивления разгону;

δвр — коэффициент учета влияния на разгон вращающихся масс двигателя

g — ускорение свободного падения;

dv/dt — ускорение автомобиля.

В случае замедленного движения Nj берется со знаком минус.

Порядок построения диаграммы мощностного баланса.

Сначала рассчитывают мощностной баланс для передачи, на которой обеспечивается максимальная скорость vmax автомобиля. Для выбранных ра­нее интервалов по угловой скорости коленчатого вала двигателя и соответствующей ей скоро­сти автомобиля рассчитывают мощностной баланс.

Затем в координатах N-v строят внешнюю скоростную характеристику (рис.4-а).

N, кВт

Частота вращения вала двигателя

а)

N, кВт

Б) в)

Рис.4. Построение графика мощностного баланса автомобиля.

Ниже кривой Ne(v)строят кривую NТ = NeNтр = Neηтр (рис.4-б); затем наносят кривую мощности NД (или Nψ), затрачиваемой на преодоления дорожных сил: NД = Nψ = Nf + Nh (рис.4-в).

Вверх от кривой NД откладывают значения мощности сопротивления воздуха Nw (кривая NД + Nw) (рис.4-в). Отрезки ординат между кривой NД + Nw и осью абсцисс определяют собой суммарную мощность, затрачиваемую на преодоление сопротивления дороги и воздуха.

Отрезки мощности Nj, заключенные между кривыми NT и NД + Nw, характеризуют запас мощнос­ти, который может быть использован для преодоления повышенного со­противления дороги или разгона автомобиля.

При равномерном движении автомобиля мощность NT , подведенная от двигателя к ведущим колесам автомобиля, расходуется только на преодоление сопротивления дороги и воздуха.

Если дроссельная заслонка открыта полностью (для дизеля — положение рейки топливного насоса высокого давления соответствует максимальной подачи топлива), то наибольшую скорость Vmаx автомо­биль развивает, когда мощность NT равна сумме мощностей NД и Nw (на рис.4-б точ­ка А). Для равномерного движения автомобиля по той же дороге со ско­ростью, меньшей Vmаx водитель должен уменьшить подачу топлива. Например, для движения со скоростью V1, топливоподачу нужно уменьшить так, чтобы мощность NT изменялась по кривой, показанной на рис. 4-б, штриховой линией,

График мощностного баланса для всех передач строят таким же об­разом, только вместо одной пары кривых Ne и NТ наносят несколько в зависимости от числа передач в коробке (рис.4-в). При изменении пе­редаточного числа коробки передач uкп изменяется лишь скорость автомобиля; мощность Ne, также мощность NТ, если не учитывать изменения КПД трансмиссии на различных передачах, остаются без изменений.

Читайте также:  Нпз мощностью 3 млн т

На рис.5 приведена диаграмма мощностного баланса автомобиля, которая представляет собой зависимость мощности NТ на колесах автомобиля для всех передаточных отношений uкп в коробке передач, мощности сопротивлений качению NД (или Nψ) = Nf (горизонтальный участок дороги: Nh = 0) и воздуха Nw от скорости движения машины v. На этом рисунке в графическом виде представлены данные расчета параметров мощностного баланса легкового автомобиля типа ВАЗ- 2109 (с 5-скоростной коробкой передач: uкп= 3,636; 1,950; 1,357; 0,941; 0,748) для двух вариантов дорожных условий (сухое асфальтовое покрытие f01 =0,015 и твердая грунтовая дорога f02 = 0,03).

В качестве исходных данных были взяты следующие:

— КПД трансмиссии ηт, = 0,92;

— передаточное число главной передачи u = 3,9;

— кинематический радиус колеса rк = 0,26 м;

— полный вес автомобиля G = 14500 Н;

— коэффициент аэродинамического сопротивления кw = 0,25;

— лобовая площадь автомобиля F = 1,9 м 2 .

Величины коэффициента сопротивления качению для различных скоростей движения автомобиля были предварительно подсчитаны по зависимости:

и приведены в табл. 2.5.

Таблица 2.5.

Изменение коэффициента сопротивления качению в зависимости от скорости:

v км/ч
f1 0,015 0,017 0,020 0,023 0,028 0,034 0,042
f2 0,030 0,034 0,040 0,046 0,056 0,068 0,084

Скорость автомобиля v на каждой передачи uкп, соответствующая различной частоте вращения вала двигателя n, рассчитывалась по формуле:

Данные расчета приведены в табл. 2.6.

Таблица 2.6.

Соотношение между скоростью автомобиля и частотой вращения двигателя для различных передач коробки передач:

n, мин-1 v, км/ч для 1…5 передач КП
7,59 14,16 20,35 29,34 36,91
13,81 25,74 36,99 53,35 67,11
20,71 38,62 55,49 80,02 100,67
23,47 43,76 62,89 90,69 114,09
27,61 51,49 73,99 106,70 134,22
34,52 64,36 92,48 133,37 167,78
38,66 72,08 103,58 149,37 187,91
uкп 3,636 1,950 1,357 0,941 0,748
u 3,9 3,9 3,9 3,9 3,9

Мощность NТ, подведенная от двигателя к ведущим колесам для различных частот вращения вала двигателя (табл.2.7), определена как:

Значения Nе для выбранных частот вращения вала двигателя nе взяты из данных внешней скоростной характеристики двигателя.

Таблица 2.7.

Значения мощности NТ, подведенной от двигателя к ведущим колесам, для различных частот вращения вала двигателя:

n, мин -1
NТ, кВт 1,37 16,18 29,28 33,51 38,73 44,68 46,50

Мощность, затрачиваемая на преодоление сил сопротивления качению, рассчитана по формуле:

где значения коэффициента сопротивления качению f для соответствующих скоростей движения автомобиля берутся из табл. 2.5.

Мощность, затрачиваемая на преодоление сил сопротивления воздуха, определялась по зависимости:

Замечание. Во всех расчетных зависимостях размерность скорости v приведена в м/с.

Данные расчета приведены в табл. 2.8.

Таблица 2.8.

v км/ч
Nw + Nf1 кВт 1,5
Nw + Nf2 кВт 1,6

По табличным данным построены графики, обуславливающие в совокупности диаграмму мощностного баланса автомобиля (рис.5).

Рис.5. Диаграмма мощностного баланса автомобиля.

Из диаграммы следует, что максимальная скорость движения автомобиля (vтах = 155 км/ч) по асфальтированной дороге (f1 =0,015) достигается на четвертой передачи. По грунтовой дороге (f1 =0,03) эта скорость снижается до 132 км/ч. Пятая передача используется для повышения топливно-экономических качеств автомобиля (см. раздел «Топливная экономичность автомобиля»).

Правильность проведенного расчета можно проверить по условию, что величина максимального значения скорости должна совпадать с результатом, полученным из графика мощностного баланса автомобиля.

Источник

Что важнее для разгона – мощность или крутящий момент

В детстве многие люди постарше собирали фантики «Турбо», на них почти обязательно указывались мощность и максимальная скорость машины. Чем больше цифры, тем больше почтения модели авто. Похоже, так и продолжается до сих пор — лишние несколько лошадиных сил часто становятся решающим аргументом «за» или «против» какой-либо машины.

Читайте также:  Как проверить мощность фонарика

Но вот уже слышны голоса познавших дизельный Дзен о том, что важен только Крутящий Момент, да и подозрительно хорошая динамика более слабых бензиновых моторов со всякими турбинами или разными там системами VVT-i заставляет иногда водителей усомниться в верности принципа «чем мощнее, тем быстрее», а уж про налоги, которые почему-то зависят от мощности, и так все наслышаны.

Так что же такое мощность и как она связана с динамикой?

В паспортных характеристиках машины и на тех самых вкладышах «Турбо» указана максимальная мощность двигателя. Но что она дает машине? И как с ней связан крутящий момент? Постараемся объяснить максимально просто эту важную истину.

Крутящий момент, напомним, есть произведение силы на плечо рычага. А для двигателя — это сила, с которой вращается коленчатый вал двигателя. Измеряется обычно в ньютонах на метр или в килограмм-силах на метр.

formula1.png

График внешней характеристики двигателя

dodge_charger_daytona_hemi_15.jpeg

Пики и спады на графике

opel.png

saab.png

formula2.png

honda.png

Дизельный момент

6.png

Так как же правильно разгоняться?

Какой мотор предпочесть — с высоким моментом или высокой мощностью?

Читайте также:

Для комментирования вам необходимо авторизоваться

Где купить бмв с движком в 30 л?

Скоро поправят, и мощности и момента добавят Вектре )

Когда же все-таки отменят транспортный налог, привязанный к мощности? Ведь давно уже введены акцизы в стоимость топлива! И экологические стандарты закрутили гайки — скоро автомобиль должен будет чистый воздух выплевывать 🙂 А на счет выбора мотора — хоть атмосферный хоть турбированный — главное, чтобы дарил радость в реальной эксплуатации, был надежен и неприхотлив.

При низких оборотах, на бюджетках, может быть и так, но на более спортивных, там много разной ерунды которую вы можете узнать из других источников.А именно, чем больше крутящий момент(напримен 300Нм на тонну), то ваша машина даже с места не сдвинеться, нужно первые 3 передачи делать — 1 передача: 2,5 сек, 2 половина, 3 передача секунда. При этом учитывать нужно, что машина на заднем приводу будет стартовать оооочень медленно на шинах с давлением 2.2 амтмосферы, советую, 1.6 атм на задних, 1.9 на перед, крутящий момент будет протирать покрышки и асфальт, при нормальных обстоятельствах

Мне нужен совет.сменен двигатель ланд крузераhj60 на прадо 1997 года выпускапочти на 1000 кубов меньше.проблема в том фередо не выдерживает..так как фередо от нового мотора не подходит пришлось найти альтернативу.альтернативой оказались от газ 31102 и бмв.но они бензиновые.ломается не сразу 1000км.посоветуйте.

Мне нужен совет.сменен двигатель ланд крузераhj60 на прадо 1997 года выпускапочти на 1000 кубов меньше.проблема в том фередо не выдерживает..так как фередо от нового мотора не подходит пришлось найти альтернативу.альтернативой оказались от газ 31102 и бмв.но они бензиновые.ломается не сразу 1000км.посоветуйте.

Источник

Расчет топливо — скоростных показателей автомобиля ВАЗ-2110 с различными вариантами трансмиссии

Автомобиль движется в результате действия на него различных сил, которые можно разделить на силы, движущие автомобиль и оказывающие сопротивление его движению. Основной движущей силой является сила тяги, приложенная к ведущим колесам. Сила тяги возникает в результате работы двигателя и взаимодействия ведущих колес с дорогой. К силам сопротивления относят силу трения в трансмиссии, силу сопротивления дороги и силу сопротивления воздуха.
Для определения силы тяги используют скоростную характеристику двигателя, т.е. зависимость мощности и крутящего момента от оборотов двигателя. Внешнюю скоростную характеристику двигателя получают при полной нагрузке двигателя, т.е. при полном открытии дроссельной заслонки.

Чем больше максимальная мощность двигателя, тем выше тягово-скоростные свойства автомобиля. Однако их нельзя определять независимо от протекания за­висимости мощности двигателя от его частоты вращения. См. пример График 1 и 2. На этих графиках приведены кривые протекания мощности и крутящего момента в зависимости от оборотов двух двигателей: ВАЗ-2112 (1.5л 16V) и ВАЗ-21124 (1.6л 16V). Мощность и момент — величины зависящие друг от друга. Внешнюю скоростную характеристику двигателя можно представить любой из этих величин, но обычно приводят обе. Формулы, по которой пересчитываются мощность из момента и наоборот, приведены ниже:

Расчет топливо - скоростных показателей автомобиля ВАЗ-2110

ле — обороты вращения коленчатого вала двигателя, об/мин;
Ne — мощность, кВт;
Ме — крутящий момент, Нм.
С правильно подобранной трансмиссией (т.е. оптимальной) максимальная скорость автомобилей с двигателями 2112 и 21124 будет одинаковой (при прочих одинаковых условиях). При этом мощности, которые могут быть использованы для разгона, а, следовательно, и ускорения при разгоне различны: автомобиль с двига­телем 21124 имеет большее ускорение.
Для определения сил сопротивления действующих на автомобиль (сопротивления в трансмиссии, от дороги и воздуха) используют характеристику, называемой кривая использования мощности. Кривая использования мощности — характеристика, описывающая автомобиль с точки зрения потребителя энергии. Она показывает необходимую мощность для движения автомобиля в зависимости от скорости. Т.е. сколько необходимо затратить мощности для движения автомобиля с заданной скоростью (ни двигатель, ни КП в этой характеристики не участвуют). См. пример. График 3.

Так как на постоянной передаче зависимость скорости от оборотов линейная, (см. Диаграммы 1 и 2), то при совмещении графиков 1 и 3 получаем график 4.

Расчет топливо - скоростных показателей автомобиля ВАЗ-2110

График №1

Читайте также:  Как определить мощность двигателей мерседес 1

Расчет топливо - скоростных показателей автомобиля ВАЗ-2110

График №2

Рассмотрим равномерное движение со скоростью 100 км/ч. Для движения автомобиля необходимо затратить 14,0 кВт мощности. Эта мощность затрачивается на преодоление сил сопротивления движению, и для движения с этой скоростью двигатель развивает не максимальную мощность для данных оборотов (на V передаче при скорости 100 км/ч обороты двигателя составляют 2894 об/мин), т.е. работает на частичной нагрузке с не полностью открытой дроссельной заслонкой.
С полностью открытой дроссельной заслонкой на этих оборотах двигатель ВАЗ-2112 вырабатывает 36,4 кВт, двигатель ВАЗ-21124 — 41,0 кВт. Разница между необходимой для движения автомобиля мощностью (см. График 4) на заданной скорости (и соответственно на определенных оборотах) и мощностью, которую способен развить двигатель на этих же оборотах, является той мощностью разгоняющей автомобиль. С приведенными двигателями имеем: ВАЗ-2112 — 22,4 кВт и ВАЗ-21124 — 27,0 кВт. Поэтому и ускорения при этом 0,51 м/с2 и 0,63 м/с2 соответственно. Заметим, что максимальная мощность этих двигателей одинаковая.
Из выше написанного можно сделать вывод, что кроме показателя максимальной мощности двигателя важным является протекание мощности во всем диапазоне оборотов. Иногда для удобства представления внешней скоростной характеристики двигателя удобней пользоваться зависимостью крутящего момента от оборотов (см. График 2).
В таблице 1 приведены результаты расчетов скоростных показателей автомобиля ВАЗ-2110 с двигателями ВАЗ-2112 и ВАЗ-21124 (главная пара 3.7).

Источник