1.7 Расчет мощностного баланса
Мощностной баланс автомобиля в общем виде можно представить как:
NТ = NeЧз = NК + NП + NВ + NИ, (20)
где NТ - мощность, подводимая к ведущим колесам автомобиля, кВт;
Ne - мощность на коленчатом валу двигателя, кВт;
NК - мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления качению, кВт;
NП - мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления подъема, кВт;
NВ - мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления воздуха, кВт;
NИ - мощность, затрачиваемая на преодоление сил инерции, кВт.
NК = РКЧV/1000 = mЧfЧcosбЧ V/3600 (21)
NП = РПЧV/1000 = mЧSinбЧV/3600 (22)
NВ = РВЧV/1000 = k ЧFЧV3/46656 (23)
NИ = РИЧV/1000 = mЧдврЧjЧV/3600*g (24)
где двр - коэффициент учета вращающихся масс;
б - угол подъёма дороги; б = 0.
NТ1 = 16,93 Ч 0,9 = 15,24 кВт
NТ2 = 36,25 Ч 0,9 = 32,63 кВт
NТ3 = 54,78 Ч 0,9 = 49,3 кВт
NТ4 = 69,31 Ч 0,9 = 62,38 кВт
NТ5 = 76,66 Ч 0,9 = 68,99 кВт
NТ6 = 77 Ч 0,9 = 69,3 кВт
NТ7 = 75,38 Ч 0,9 = 67,84 кВт
NК11 = 1660Ч 0,015019Чcos0Ч 12,96/3600 = 0,09 кВт
NК12 = 1660Ч 0,015038Чcos0Ч 25,91/3600 = 0,18 кВт
NК13 = 1660Ч 0,015056Чcos0Ч 38,87/3600 = 0,27 кВт
NК14 = 1660Ч 0,015075Чcos0Ч 51,82/3600 = 0,36 кВт
NК15 = 1660Ч 0,015094Чcos0Ч 64,78/3600 = 0,45 кВт
NК16 = 1660Ч 0,015113Чcos0Ч 68,02/3600 = 0,47 кВт
NК17 = 1660Ч 0,015131Чcos0Ч 74,82/3600 = 0,52 кВт
NК21 = 1660Ч 0,015019Чcos0Ч 15,36/3600 = 0,11 кВт
NК22 = 1660Ч 0,015038Чcos0Ч 30,72/3600 = 0,21 кВт
NК23 = 1660Ч 0,015056Чcos0Ч 46,08/3600 = 0,32 кВт
NК24 = 1660Ч 0,015075Чcos0Ч 61,44/3600 = 0,43 кВт
NК25 = 1660Ч 0,015094Чcos0Ч 76,8/3600 = 0,53 кВт
NК26 = 1660Ч 0,015113Чcos0Ч 80,64/3600 = 0,56 кВт
NК27 = 1660Ч 0,015131Чcos0Ч 88,71/3600 = 0,62 кВт
NК31 = 1660Ч 0,015019Чcos0Ч 18,72/3600 = 0,13 кВт
NК32 = 1660Ч 0,015038Чcos0Ч 37,45/3600 = 0,26 кВт
NК33 = 1660Ч 0,015056Чcos0Ч 56,17/3600 = 0,39 кВт
NК34 = 1660Ч 0,015075Чcos0Ч 74,9/3600 = 0,52 кВт
NК35 = 1660Ч 0,015094Чcos0Ч 93,62/3600 = 0,65 кВт
NК36 = 1660Ч 0,015113Чcos0Ч 98,3/3600 = 0,69 кВт
NК37 = 1660Ч 0,015131Чcos0Ч 108,13/3600 = 0,75 кВт
NК41 = 1660Ч 0,015019Чcos0Ч 21,56/3600 = 0,15 кВт
NК42 = 1660Ч 0,015038Чcos0Ч 43,11/3600 = 0,30 кВт
NК43 = 1660Ч 0,015056Чcos0Ч 64,67/3600 = 0,45 кВт
NК44 = 1660Ч 0,015075Чcos0Ч 86,22/3600 = 0,60 кВт
NК45 = 1660Ч 0,015094Чcos0Ч 107,78/3600 = 0,75 кВт
NК46 = 1660Ч 0,015113Чcos0Ч 113,17/3600 = 0,79 кВт
NК47 = 1660Ч 0,015131Чcos0Ч 124,49/3600 = 0,87 кВт
NК51 = 1660Ч 0,015019Чcos0Ч 32,89/3600 = 0,23 кВт
NК52 = 1660Ч 0,015038Чcos0Ч 65,77/3600 = 0,46 кВт
NК53 = 1660Ч 0,015056Чcos0Ч 98,66/3600 = 0,68 кВт
NК54 = 1660Ч 0,015075Чcos0Ч 131,55/3600 = 0,91 кВт
NК55 = 1660Ч 0,015094Чcos0Ч 164,43/3600 = 1,14 кВт
NК56 = 1660Ч 0,015113Чcos0Ч 172,65/3600 = 1,2 кВт
NК57 = 1660Ч 0,015131Чcos0Ч 189,92/3600 = 1,33 кВт
NП = 1660Чsin0Ч11,61/3600 =0
NВ11 = 0,3 Ч 1,94 Ч 12,963/46656 = 0,03 кВт
NВ12 = 0,3 Ч 1,94 Ч 25,913/46656 = 0,22 кВт
NВ13 = 0,3 Ч 1,94 Ч 38,873/46656 = 0,73 кВт
NВ14 = 0,3 Ч 1,94 Ч 51,823/46656 = 1,74 кВт
NВ15 = 0,3 Ч 1,94 Ч 64,783/46656 = 3,39 кВт
NВ16 = 0,3 Ч 1,94 Ч 68,023/46656 = 3,93 кВт
NВ17 = 0,3 Ч 1,94 Ч 74,823/46656 = 5,22 кВт
NВ21 = 0,3 Ч 1,94 Ч 15,363/46656 = 0,05 кВт
NВ22 = 0,3 Ч 1,94 Ч 30,723/46656 = 0,36 кВт
NВ23 = 0,3 Ч 1,94 Ч 46,083/46656 = 1,22 кВт
NВ24 = 0,3 Ч 1,94 Ч 61,443/46656 = 2,89 кВт
NВ25 = 0,3 Ч 1,94 Ч 76,83/46656 = 5,65 кВт
NВ26 = 0,3 Ч 1,94 Ч 80,643/46656 = 6,54 кВт
NВ27 = 0,3 Ч 1,94 Ч 88,713/46656 = 8,71 кВт
NВ31 = 0,3 Ч 1,94 Ч 18,723/46656 = 0,08 кВт
NВ32 = 0,3 Ч 1,94 Ч 37,453/46656 = 0,66 кВт
NВ33 = 0,3 Ч 1,94 Ч 56,173/46656 = 2,21 кВт
NВ34 = 0,3 Ч 1,94 Ч 74,93/46656 = 5,24 кВт
NВ35 = 0,3 Ч 1,94 Ч 93,623/46656 = 10,24 кВт
NВ36 = 0,3 Ч 1,94 Ч 98,33/46656 = 11,85 кВт
NВ37 = 0,3 Ч 1,94 Ч 108,133/46656 = 15,77 кВт
NВ41 = 0,3 Ч 1,94 Ч 21,563/46656 = 0,13 кВт
NВ42 = 0,3 Ч 1,94 Ч 43,113/46656 = 1,0 кВт
NВ43 = 0,3 Ч 1,94 Ч 64,673/46656 = 3,37 кВт
NВ44 = 0,3 Ч 1,94 Ч 86,223/46656 = 8,0 кВт
NВ45 = 0,3 Ч 1,94 Ч 107,783/46656 = 15,62 кВт
NВ46 = 0,3 Ч 1,94 Ч 113,173/46656 = 18,08 кВт
NВ47 = 0,3 Ч 1,94 Ч 124,493/46656 = 24,07 кВт
NВ51 = 0,3 Ч 1,94 Ч 32,893/46656 = 0,44 кВт
NВ52 = 0,3 Ч 1,94 Ч 65,773/46656 = 3,55 кВт
NВ53 = 0,3 Ч 1,94 Ч 98,663/46656 = 11,98 кВт
NВ54 = 0,3 Ч 1,94 Ч 131,553/46656 = 28,4 кВт
NВ55 = 0,3 Ч 1,94 Ч 164,433/46656 = 55,46 кВт
NВ56 = 0,3 Ч 1,94 Ч 172,653/46656 = 64,2 кВт
NВ57 = 0,3 Ч 1,94 Ч 189,923/46656 = 85,45 кВт
Определяется по упрощенной эмпирической формуле:
двр = 1+(д1+ д2*iтр*m)/mа,
где д1 д2 (0,03-0,05);
m - полная масса автомобиля;
mа - фактическая масса автомобиля;
j - ускорение автомобиля;
j = 2,31 м/сек2.
Для первой передачи - двр1 = 1+(0,04+0,04*(4,85*1,98)*1660)/1660=1,38
Для второй передачи - двр2 = 1+(0,04+ 0,04*(4,85*1,67)*1660)/1660=1,32
Для третей передачи - двр3 = 1+(0,04+ 0,04*(4,85*1,37)*1660)/1660=1,27
Для четвертой передачи-двр4=1+(0,04+0,04*(4,85*1,19)*1660)/1660=1,23
Для пятой передачи - двр5 = 1+(0,04+ 0,04*(4,85*0,78)*1660)/1660 = 1,15
NИ11 = 1660Ч1,38Ч2,31Ч12,96/3600Ч9,81 = 1,94 кВт
NИ12 = 1660Ч1,38Ч2,31Ч25,91/3600Ч9,81 = 3,88 кВт
NИ13 = 1660Ч1,38Ч2,31Ч38,87/3600Ч9,81 = 5,82 кВт
NИ14 = 1660Ч1,38Ч2,31Ч51,82/3600Ч9,81 = 7,76 кВт
NИ15 = 1660Ч1,38Ч2,31Ч64,78/3600Ч9,81 = 9,71 кВт
NИ16 = 1660Ч1,38Ч2,31Ч68,02/3600Ч9,81 = 10,19 кВт
NИ17 = 1660Ч1,38Ч2,31Ч74,82/3600Ч9,81 = 11,21 кВт
NИ21 = 1660Ч1,32Ч2,31Ч15,36/3600Ч9,81 = 2,2 кВт
NИ22 = 1660Ч1,32Ч2,31Ч30,72/3600Ч9,81 = 4,4 кВт
NИ23 = 1660Ч1,32Ч2,31Ч46,08/3600Ч9,81 = 6,6 кВт
NИ24 = 1660Ч1,32Ч2,31Ч61,44/3600Ч9,81 = 8,81 кВт
NИ25 = 1660Ч1,32Ч2,31Ч76,8/3600Ч9,81 = 11,01 кВт
NИ26 = 1660Ч1,32Ч2,31Ч80,64/3600Ч9,81 = 11,56 кВт
NИ27 = 1660Ч1,32Ч2,31Ч88,71/3600Ч9,81 = 12,71 кВт
NИ31 = 1660Ч1,27Ч2,31Ч18,72/3600Ч9,81 = 2,58 кВт
NИ32 = 1660Ч1,27Ч2,31Ч37,45/3600Ч9,81 = 5,16 кВт
NИ33 = 1660Ч1,27Ч2,31Ч56,17/3600Ч9,81 = 7,75 кВт
NИ34 = 1660Ч1,27Ч2,31Ч74,9/3600Ч9,81 = 10,33 кВт
NИ35 = 1660Ч1,27Ч2,31Ч93,62/3600Ч9,81 = 12,91 кВт
NИ36 = 1660Ч1,27Ч2,31Ч98,3/3600Ч9,81 = 13,56 кВт
NИ37 = 1660Ч1,27Ч2,31Ч108,13/3600Ч9,81 = 14,91 кВт
NИ41 = 1660Ч1,23Ч2,31Ч21,26/3600Ч9,81 = 2,88 кВт
NИ42 = 1660Ч1,23Ч2,31Ч43,11/3600Ч9,81 = 5,76 кВт
NИ43 = 1660Ч1,23Ч2,31Ч64,67/3600Ч9,81 = 8,64 кВт
NИ44 = 1660Ч1,23Ч2,31Ч86,22/3600Ч9,81 = 11,51 кВт
NИ45 = 1660Ч1,23Ч2,31Ч107,78/3600Ч9,81 = 14,39 кВт
NИ46 = 1660Ч1,23Ч2,31Ч113,17/3600Ч9,81 = 15,11 кВт
NИ47 = 1660Ч1,23Ч2,31Ч124,49/3600Ч9,81 = 16,63 кВт
NИ51 = 1660Ч1,15Ч2,31Ч32,89/3600Ч9,81 = 4,11 кВт
NИ52 = 1660Ч1,15Ч2,31Ч65,77/3600Ч9,81 = 8,21 кВт
NИ53 = 1660Ч1,15Ч2,31Ч98,66/3600Ч9,81 = 12,32 кВт
NИ54 = 1660Ч1,15Ч2,31Ч131,55/3600Ч9,81 = 16,43 кВт
NИ55 = 1660Ч1,15Ч2,31Ч164,43/3600Ч9,81 = 20,53 кВт
NИ56 = 1660Ч1,15Ч2,31Ч172,65/3600Ч9,81 = 21,56 кВт
NИ57 = 1660Ч1,15Ч2,31Ч189,92/3600Ч9,81 = 23,71 кВт
Составляющую мощностного баланса NИ находят для каждой передачи:
N = NeЧз - (NК + NВ)(25)
N11 = 16,93Ч0,9 - (0,09 + 0,03) = 15,12 кВт
N12 = 36,25Ч0,9 - (0,18 + 0,22) = 32,23 кВт
N13 = 54,78Ч0,9 - (0,27 + 0,73) = 48,3 кВт
N14 = 69,31Ч0,9 - (0,36 + 1,74) = 60,28 кВт
N15 = 76,66Ч0,9 - (0,45 + 3,39) = 65,15 кВт
N16 = 77,0Ч0,9 - (0,47 + 3,93) = 64,90 кВт
N17 = 75,38Ч0,9 - (0,52 + 5,22) = 62,1 кВт
N21 = 16,93Ч0,9 - (0,11 + 0,05) = 15,09 кВт
N22 = 36,25Ч0,9 - (0,21 + 0,36) = 32,05 кВт
N23 = 54,78Ч0,9 - (0,32 + 1,22) = 47,76 кВт
N24 = 69,31Ч0,9 - (0,43 + 2,89) = 59,06 кВт
N25 = 76,66Ч0,9 - (0,53 + 5,65) = 62,81 кВт
N26 = 77,0Ч0,9 - (0,56 + 6,54) = 58,51 кВт
N27 = 75,38Ч0,9 - (0,62 + 8,71) = 60,36 кВт
N31 = 16,93Ч0,9 - (0,13 + 0,08) = 15,03 кВт
N32 = 36,25Ч0,9 - (0,26 + 0,66) = 31,71 кВт
N33 = 54,78Ч0,9 - (0,39 + 2,21) = 46,7 кВт
N34 = 69,31Ч0,9 - (0,52 + 5,24) = 56,62 кВт
N35 = 76,66Ч0,9 - (0,65 + 10,24) = 58,11 кВт
N36 = 77,0Ч0,9 - (0,69 + 11,85) = 56,77 кВт
N37 = 75,38Ч0,9 - (0,75 + 15,77) = 51,32 кВт
N41 = 16,93Ч0,9 - (0,15 + 0,13) = 14,96 кВт
N42 = 36,25Ч0,9 - (0,3 + 1,0) = 31,33 кВт
N43 = 54,78Ч0,9 - (0,45 + 3,37) = 45,48 кВт
N44 = 69,31Ч0,9 - (0,6 + 8,0) = 53,78 кВт
N45 = 76,66Ч0,9 - (0,75 + 15,62) = 52,63 кВт
N46 = 77,0Ч0,9 - (0,79 + 18,08) = 50,43 кВт
N47 = 75,38Ч0,9 - (0,87 + 24,07) = 42,91 кВт
N51 = 16,93Ч0,9 - (0,23 + 0,44) = 14,57 кВт
N52 = 36,25Ч0,9 - (0,46 + 3,55) = 28,62 кВт
N53 = 54,78Ч0,9 - (0,68 + 11,98) = 36,64 кВт
N54 = 69,31Ч0,9 - (0,91 + 28,4) = 33,07 кВт
N55 = 76,66Ч0,9 - (1,14 + 55,46) = 12,39 кВт
N56 = 77,0Ч0,9 - (1,2 + 64,2) = 3,9 кВт
Таблица 4 - Значения мощностей автомобиля
mi |
ne, об/мин |
V, км/час |
Ne, кВт |
Nт, кВт |
Nк, кВт |
Nп, кВт |
Nв, кВт |
Nи, кВт |
Запас мощн., кВт |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
1 |
1000 |
12,96 |
16,93 |
15,24 |
0,09 |
0 |
0,03 |
1,94 |
15,12 |
|
2000 |
25,91 |
36,25 |
32,63 |
0,18 |
0 |
0,22 |
3,88 |
32,23 |
||
3000 |
38,87 |
54,78 |
49,30 |
0,27 |
0 |
0,73 |
5,82 |
48,30 |
||
4000 |
51,82 |
69,31 |
62,38 |
0,36 |
0 |
1,74 |
7,76 |
60,28 |
||
5000 |
64,78 |
76,66 |
68,99 |
0,45 |
0 |
3,39 |
9,71 |
65,15 |
||
5250 |
68,02 |
77,0 |
69,30 |
0,47 |
0 |
3,93 |
10,19 |
64,90 |
||
5775 |
74,82 |
75,38 |
67,84 |
0,52 |
0 |
5,22 |
11,21 |
62,10 |
||
2 |
1000 |
15,36 |
16,93 |
15,24 |
0,11 |
0 |
0,05 |
2,20 |
15,09 |
|
2000 |
30,72 |
36,25 |
32,63 |
0,21 |
0 |
0,36 |
4,40 |
32,05 |
||
3000 |
46,08 |
54,78 |
49,30 |
0,32 |
0 |
1,22 |
6,60 |
47,76 |
||
4000 |
61,44 |
69,31 |
62,38 |
0,43 |
0 |
2,89 |
8,81 |
59,06 |
||
5000 |
76,8 |
76,66 |
68,99 |
0,53 |
0 |
5,65 |
11,01 |
62,81 |
||
5250 |
80,64 |
77,0 |
69,30 |
0,56 |
0 |
6,54 |
11,56 |
62,20 |
||
5775 |
88,71 |
75,38 |
67,84 |
0,62 |
0 |
8,71 |
12,71 |
58,51 |
||
3 |
1000 |
18,72 |
16,93 |
15,24 |
0,13 |
0 |
0,08 |
2,58 |
15,03 |
|
2000 |
37,45 |
36,25 |
32,63 |
0,26 |
0 |
0,66 |
5,16 |
31,71 |
||
3000 |
56,17 |
54,78 |
49,30 |
0,39 |
0 |
2,21 |
7,75 |
46,70 |
||
4000 |
74,9 |
69,31 |
62,38 |
0,52 |
0 |
5,24 |
10,33 |
56,62 |
||
5000 |
93,62 |
76,66 |
68,99 |
0,65 |
0 |
10,24 |
12,91 |
58,11 |
||
5250 |
98,3 |
77,0 |
69,30 |
0,69 |
0 |
11,85 |
13,56 |
56,77 |
||
5775 |
108,13 |
75,38 |
67,84 |
0,75 |
0 |
15,77 |
14,91 |
51,32 |
||
4 |
1000 |
21,56 |
16,93 |
15,24 |
0,15 |
0 |
0,13 |
2,88 |
14,96 |
|
2000 |
43,11 |
36,25 |
32,63 |
0,30 |
0 |
1,00 |
5,76 |
31,33 |
||
3000 |
64,67 |
54,78 |
49,30 |
0,45 |
0 |
3,37 |
8,64 |
45,48 |
||
4000 |
86,22 |
69,31 |
62,38 |
0,60 |
0 |
8,00 |
11,51 |
53,78 |
||
5000 |
107,78 |
76,66 |
68,99 |
0,75 |
0 |
15,62 |
14,39 |
52,63 |
||
5250 |
113,17 |
77,0 |
69,30 |
0,79 |
0 |
18,08 |
15,11 |
50,43 |
||
5775 |
124,49 |
75,38 |
67,84 |
0,87 |
0 |
24,07 |
16,63 |
42,91 |
||
5 |
1000 |
32,89 |
16,93 |
15,24 |
0,23 |
0 |
0,44 |
4,11 |
14,57 |
|
2000 |
65,77 |
36,25 |
32,63 |
0,46 |
0 |
3,55 |
8,21 |
28,62 |
||
3000 |
98,66 |
54,78 |
49,30 |
0,68 |
0 |
11,98 |
12,32 |
36,64 |
||
4000 |
131,55 |
69,31 |
62,38 |
0,91 |
0 |
28,40 |
16,43 |
33,07 |
||
5000 |
164,43 |
76,66 |
68,99 |
1,14 |
0 |
55,46 |
20,53 |
12,39 |
||
5250 |
172,65 |
77,0 |
69,30 |
1,20 |
0 |
64,20 |
21,56 |
3,90 |
||
5775 |
189,92 |
75,38 |
67,84 |
1,33 |
0 |
85,45 |
23,71 |
-18,94 |
Рисунок 3 - График мощностного баланса автомобиля Volkswagen Polo Sedan
- Введение
- 1. Расчет тяговой динамики и топливной экономичности автомобиля
- 1.1 Определение полной массы автомобиля и распределение её по осям
- 1.2 Расчет координат центра тяжести автомобиля
- 1.3 Выбор шин
- 1.4 Расчет скоростной характеристики двигателя
- 1.5 Определение передаточных чисел трансмиссии
- 1.5.1 Передаточное число главной передачи
- 1.5.2 Передаточные числа коробки передач
- 1.6 Расчет силового баланса автомобиля
- 1.7 Расчет мощностного баланса
- 1.8 Расчет динамического паспорта автомобиля
- 1.8.1 Динамическая характеристика автомобиля
- 1.8.2 Расчет номограммы нагрузок
- 1.8.3 Расчет графика контроля буксования
- 1.9 Определение ускорений, времени и пути разгона автомобиля
- 1.9.1 Определение ускорений
- 1.9.2 Определение времени разгона
- 1.9.3 Определение пути разгона автомобиля