1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

В чем измеряется сила тяги двигателя

ВНИМАНИЕ. Обновите свой браузер! Наш сайт некорректно работает с IE 8 и более старыми версиями.

Так вот мы все спорим, мнениями делимся, все считаем сколько же килограмм тяги можно выжать с одной Л/С и ведь умножаем и на цифры смотрим потом удивляемся что грустно получается и как то не правильно а так ли все на самом деле?

Ради чего я пишу этот пост — да собственно говоря ради попытки разобраться в терминах и определениях и так сказать внести ясность, одному мне это не под силу, так что как » истину в первой инстанции » я вам не предлагаю, я предлагаю вам свои размышления на основе информации взятой из различных источников, а вы дополняйте и поправляйте.

Для примера буду рассматривать Симонини мини 2 как один из самых распространенных двигателей для ПМ , да и из-за того что к нему производитель прилагает таблицы и графики. К примеру на Джипикс мне ничего подобного найти не удалось, видимо производитель этим голову себе не забивает, либо не публикует по каким то личным соображениям.

Таблица первая —

Из которой мы видим основные характеристики Симона — но нас интересует мощность, потому как на нее мы привыкли умножать якобы возможно снимаю тягу по расхожему мнению 2-3 кг. тяги с одной Л/С.

В результате получается что 28*3=84кг. Вот и славненько , крутой моторчик. Да ? Но люди ставят на стенд и плачут от увиденных результатов натурных испытаний — НЕТУ — 84 кг.тяги.

И ведь как ни странно сам производитель заявляет что при 7200 об/мин двигателя с винтом 126 мм и при указанных в таблице условиях тяга должна быть 86кг.
(значит 86/3=28.8 л/с) Во как!

Я тут явно что то не понимаю, указан коэффициент редукции 1:230 указаны обороты двигателя 7200 об/мин — но что за цифры стоят в графе «обороты пропеллера» — что значит «5,8»? Если кто знает ответ разъясните. Кстати на англо сайтай эта графо именуется как расход топлива Л/Ч. Тут я думаю, видимо вкралась ошибка , если верить таблице и пересчитать то редукция составляет 1.23 а обороты пропеллера 5800 об/мин, класс.
Хорошо что в низу таблицы есть диаметры шкивов и соответствующий им коэффициент редукции «1:230 Ведомый шкив 129 мм / ведущий шкив 56 мм» 129/56= 2.3
значит обороты винта при 7200 оборотах двигателя 7200/2.3= 3130 об/мин а не призрачная цифра 5.8 по таблице.

Вроде бы да, боле менее понятно , но картина не полная , для полной ясности смотрим ниже график зависимости мощности и крутящего момента от оборотов двигателя

!
Вот тут то и многое проясняется а так же одновременно появляются новые загадки.
Из графика видно что кривая мощности и кривая крутящего момента пересекаются на 7200 об/мин эти же обороты и указаны в таблице первой как максимальные — нет ну все верно ведь , да?
Только мощность двигателя на этой частоте никак не 28 Л/с а где то 24.8л/с , так вот значит на что нужно умножать три килограмма тяги которую мы можем снять с одной л/с — 24.8 * 3 = 74.4 кг.тяги. Вот это мне уже нравится , а вам?
Это похоже на правду, но правда эта РАСЧЕТНАЯ и в реали от экземпляра к экземпляру и при других плотности воздуха и температуре, а так же других множества причин будет немного иной.
Да и три килограмма тяги с л/с это все таки сильно условно, потому как к примеру другие источники говорят мне другие цифры 2-2.5 кг с л/с .
А это немного другие цифры 24.8 * 2.5 = 62 кг. ( но это спорно и грубо)

Выводы — исходя из этого я думаю , что указанная производителем максимальная мощность нам совершенно по барабану.
Ваши замечания, дополнения, коментарии.

Дальше я в этот же пост добавлю другую информацию для обсуждения касаемую ВВ.

не забываем что тяга с лошади зависит от кпд винта и редуктора (до 10% разницы!) и еще сильнее от диаметра винта. если сюда прибавить то, что температура 2 градуса и влажность 45% у нас практически не встречаются, то не так уж сильно нас обманывают.

пересечение графиков момента и мощности физического смысла не имеет вообще, потому как по вертикальной оси отложены разные единицы.

Виктор! будь любезен, объясни физический смысл точки пересечения. ну обороты в этой точке одни и те же. что еще общего у 2-х графиков? а если поменять масштаб одной шкалы? на приведенном тобой графике три точки пересечения. что у них общего?

Перед тем как я сказал что «мощность нам по барабану» я разжевал по все пунктам по таблицам а таблица вторая нам говорит что заявленная мощность 26-28 л/с или же 19 кВт — ( по разному на разных сайтах), На графике момента и мощности максимальная мощность достигается на частоте оборотов двигателя в диапазоне 7500-7800 об/мин, но максимальные обороты в таблице два — указаны для пересечения кривой момента и мощности в диапазоне оборотов двигателя 7200 об/мин. а мощность при этих оборотах будет не 26-28 л/с а 18.28 кВт по таблице что буде 24.8 л/с — вот эта мощность нас интересует , а та (26-2 нам по барабану.

Вообще создается впечатление что эти таблицы и графики нарисовали не для того что бы отразить действительные результаты испытаний моторчика, а что бы украсить сайт и придать значимости, неточности просто добивают.

Кстати встретил два измерения Л/С одна из них английская

В СССР, России и некоторых других странах 1 лошадиная сила (1 PS, 1 CV) = 75 кгс м/сек = 735,49875 ватт (точно).

В США, Великобритании и других странах 1 hp = 550 фут фунт/сек = 745,69987158227022 ватт (точно).

выходит у русской лошади меньше ваттов.

шутка. ето не так важно.

а что за единица л/с
я думал что лошадинная сила ето л.с.

О таком двигатели кто нибудь что нибудь слышал/видел?

охрененно полезная формула в контексте определения тяги конкретной установки

чтобы при увеличении подводимой к винту мощности сохранить соотношение тяги к мощности необходимо увеличивать диаметр винта пропорционально квадратному корню из увеличения мощности.

т.е. если мы снимаем 45 кг с 15 л.с. при диаметре винта 1 м, то то чтобы снять 75 кг с 25 л.с. потребуется винт уже примерно 1,3м.

Еще немного «пищи» для размышления , я пока больше не смог найти итальянского «умельца» который так же как Симон прилагал бы к своему изделию графики и таблицы, но кое что другое для обсуждения нашел —

И так у джипикса есть еще два родственника ( я как то уже писал об одном)
эти моторы объединяет одна и та же ЦПГ вот только характеристики у каждого «умельца» свои —
Это C-Max
ENGINE : Two — Stroke Single Cilinder
CYLINDER : Aluminium with nichel treated
barrel w/6 scavenge ports
BORE x STROKE : 65 X 53 mm
DISPLACEMENT : 175,78cc
COMPRESSION RATIO : 11:1
INTAKE : By 6 blade reed valve in crankcase
CARBURETTOR : Walbro
MAXIM POWER : 20 KW / 7900 rpm (27 CV)
MAX TORQUE : 22 Nm / 7700 rpm

MAX ROTATION 8100 rpm
IGNITION : Electronic
STARTER: Electric starter
TRASMISSION : Belt 508 PV 14G
REDUCTION : 1/2,6 1/2,8 1/3
FUEL : Unleaded NC 623-02 R.O.N. 95
addition 2% oil syntetich
TOTAL WEIGHT: engine complete 14,5 KG

Пересчитываем объем пR2*h= 3.14*1056.2*53= 175.781 да, вроде все так .
Максимальная мощность указана для оборотов 7900 об/мин и составляет она 20кВт или 27 л/с
И так 1 кВт равен 1,36 л.с 20*1.36= 27 л/с то же все верно, именно 27 л/с но на оборотах 7900 об/мин
А максимальный крутящий момент 22 Nm / на оборотах 7700 об/мин
Посчитаем мощьность на этих оборотах N=0,75*M*n/716,2
Где N- мощность в кВт;
М-крутящий момент кгс*м
n-обороты вала двигателя в об./мин. ( спасибо Zaidu за формулу)

0.75 * 2.2 * 7700/716.2 = 17.739 кВт * 1.36 = 24.1 л/с
Ну и где чудеса? Да никаких чудес , максимальная мощность есть , и как меня поправили она нам не безразлична, но нам важна эффективная мощьность при которой достигается максимальный момент ,
для ку-макс это 24 л/с при 7900 об/мин (если я ошибся в расчетах поправьте)
Максимальные обороты вообще заявленны 8100 об/ми — а используемые типы редукторов 1/2,6 1/2,8 1/3
Если для винта 124мм взять редуктор 1/2.6 а эффективные максимальные обороты 7900 об/мин то обороты винта = 3038 об/мин , вполне приемлемо. А крутящий момент в зоне эффективной мощности по сравнению с симоном меньше всего на 0.2 десятых.(примерно)
Максимальная тяга статическая 75 кг . http://skyrunner.ru/index.php?option=com_content&task=blogcategory&id=47&Itemid=29
И как к этому относится? Если эффективная мощьность 24 л/с а макс. тяга 75 кг. то 75 / 24 = 3.125 кг с л/с вот так вот, это же супер винт, ну конечно же замеры производились с Хеликсом . Об остальном судите сами.
Буду благодарен тому кто на своем ку-макс прочтет каталожный номер цилиндра и сообщит, а если еще и ход поршня то вдвойне
До сих пор считаю что цилиндр аналогичен цилиндру джипикса но по максимальным оборотам режимы указаны иные они значительно больше при той же ЦПГ. ( если я не ошибаюсь с ЦПГ)

Читать еще:  Характеристика двигателя меркурий 2 тактного

Дальше второй родственник Джипикса

HE paramotores R220 Mono

Объем цилиндра 189 сс мощьность 25 л/с или 15 кВт 15 * 1.36 = 20.4 л/с вы тут что нибудь понимаете? я пока нет.
Если принять что 15 кВт это эффективная мощность при оборотах двигателя 7480 об/мин то 25 л/с это максимальная — та которая нас интерессует меньше всего.
Не указан максимальный момент за то указана максимальная тяга при редкции 1/2.7 при оборотах двигателя 7400 об/мин они обещают нам 68-71 кг, считаем обороты винта — 7400/2.7= 2740 об/мин , помните у ку- макса обороты винта на максимуме 3080 об/мин

Совершенно не понятно откуда такой объем 189 сс ?
Открываем ПДФ файл с мануалом — а там вообще ужас —
объем цилиндра составляет 218сс и это при диаметре поршня 65мм и ходе поршня 52 мм , скорее всего это опечатка, но зачем же так?
И вообще то и все что мы можем узнать важного из мануала только еще максимальные обороты , думаю что это не максимальные а обороты двигателя при эффективной мощности и они равны 7480 об/мин .
При чем на наших сайтах все то же самое и объем двигателя то же 218сс http://www.glide.ru/equipment/priceSkyRunner.htm

А максимальная тяга 75 кг. УЖАС! максимальные обороты винта 3080 об/мин у ку- макса , у НЕ R220 — 2740 об/мин и 2876 при ред. 2.6 — за то тяга у всех одинаковая 75 кг.
И все это при одной той же ЦПГ, джипикс по скромнее будет.
Ход поршня 52мм , диаметр поршня 65 мм , максимальные эффективные обороты 7400 — точно такие же характеристики имеет и джипикс М-25,
Буду благодарен тому кто на своем R220 прочтет каталожный номер цилиндра и сообщит, а если еще и ход поршня то вдвойне

Образование силы тяги. Тяговая характеристика тепловоза

Основной закон локомотивной тяги

Как известно, источником механической энергии для создания силы тяги на локомотиве являются электродвигатели (ТЭД), которые располагаются на тележках локомотива и, будучи подключенными к источнику электроэнергии, создают на валах своих якорей вращающие моменты Мдв. Последние через зубчатые передачи (с коэффициентом передачи µ) образуют на колесных парах вращающие моменты Мк. Рассмотрим образование силы тяги на примере одной колесной пары – рисунок 1.2

Рисунок 1.2 – Образования силы тяги

G0 – сила тяжести локомотива, приходящаяся на одну ось колесной па- ры (или сила нажатия колеса на рельс), кН,

Вращающий момент колесной пары может быть заменен парой сил F1 и F2. При этом сила F1 приложена к оси колесной пары, а сила F2 – к рельсу в точке «С» касания колеса и рельса. Очевидно,

F1 = F2 =Fк.дв

Где Fк.дв — вращающий момент преобразованный в силу тяги двигателя Fк.дв., приложенная к оси колесной пары.

В соответствии с третьим законом Ньютона (при любом взаимодействии двух тел возникают силы, действующие на оба тела. Опыт показывает, что силы, с которыми два тела действуют друг на друга, равны по модулю и противоположны по направлению)

в точке «С» возникает реактивная сила Fсц, которая приложена уже к колесу, равна по величине силе F2, но противоположна ей по направлению. Таким образом, силы F2 и Fсцвзаимно уравновешивают друг друга, т.е. нижняя точка колеса как бы фиксируется на рельсе, и тогда под действием силы F1 ось колесной пары перемещается влево: начинается перекатывание колеса по рельсу, т.е. поступательное движение локомотива с составом с какой-то скоростью vi. При этом сила тяги локомотива равна:

= Nл × Fк.дв

Где N— количество осей локомотива

Силу Fсцназывают силой сцепления (колеса с рельсом). В результате образования именно этой силы создается мгновенный центр вращения колеса в точке «С» и происходит преобразование вращающего момента колесной пары в силу тяги

Fк.дв. При нормальном движении всегда:

Fк.дв. = Fсц.

Условием же нормального движения (без боксования) является следующее условие:

Fк.дв. £ Fсц.мах ,

Боксование (буксование) – вращение движущих колес локомотива с угловой скоростью, превышающей поступающую скорость движения локомотива.

Где Fсц.мах – максимально возможная (потенциальная) сила сцепления колеса и рельса,

Где Fсц.мах = 1000 × G0 ×y к

y к – коэффициент сцепления колеса и рельса.

Из (1.14) и (1.15) следует:

Fк.дв.£ 1000 × G

Выражение – есть основной закон локомотивной тяги: для получения нормального движения (без боксования) сила тяги двигателя должна быть меньше или, в крайнем случае, равна максимально возможной (потенциальной) силы сцепления колеса с рельсом!

Образование тормозной силы

Силы сопротивления движению – нерегулируемые силы. Поэтому для снижения скорости движения поезда или для его полной остановки необходимо иметь на поезде устройства, позволяющие при необходимости включать и регулировать дополнительную силу сопротивления движению, называемую в этом случае тормозной. Эта сила создается с помощью механического прижатия тормозных колодок к бандажам движущихся колес подвижного состава и потому такое торможение называется механическим.

Рассмотрим образование механической силы торможения – рисунок 1.8. При срабатывании автотормозов происходит прижатие тормозной колодки к бандажу колеса с помощью специальной рычажной передачи с силой нажатия К. Под действием силы нажатия Квозникает сила трения Вмежду колодкой и колесом:

B = 1000 × K × ,

где – коэффициент трения между колесом и колодкой.

Сила Ввызывает реакцию буксы – силу B’. Причем В =B’.

Рисунок 1.8 – Образование тормозной силы

Заменим пару сил B и B’ равнодействующей парой сил В и В: В=В’=В’.При этом сила В приложена в точке касания колеса с рельсом (точка «С») к рельсу. При нормальном сцеплении (без юза) в точке «С» возникает равная ей по величине сила Bсц, но противоположная ей по направлению и приложенная к колесу, т.е. Bсц =В’. Силы Bсци В’взаимно уравновешивают друг друга, остается только одна сил B0 , которая приложена к оси колесной пары и направлена в сторону, противоположную движению поезда, – она и является тормозной силой Вт: Вт = В0.

При механическом торможении нормальное движение (без юза), аналогично режиму тяги, возможно только при соблюдении условия:

Вт £ Bсц.мах

Юз (юзование) — поступательным движением колеса по рельсу без вращения либо его вращение происходит против направления движения. Юз возникает в процессе торможения при т.н. срыве сцепления, когда тормозная сила превышает силу сцепления колеса с рельсом.

Но Bсц.мах , аналогично режиму тяги, равно:

Bсц.мах = 1000 × G

Получаем закон реализации нормального (без юза) процесса торможения:Вт£ 1000 × G , т.е. тормозная сила не должна превышать максимально возможную (потенциальную) силу сцепления колеса с рельсом.

Тяговой характеристикой локомотива называется зависимость силы тяги от скорости движения Fк =f(v). Наибольшая величина силы тяги необходима при трогании поезда с места, при наборе скорости и при движении по наиболее крутому подъему. Если бы величина Fк не зависела от скорости, а была бы все время постоянной, то тяговая характеристика изображалась бы прямой линией АБ, параллельной оси абсцисс, как это показано на рис. 6.23. Так как реализуемая

мощность локомотива равна произведению силы тяги на скорость (Nк = Fк • v), то ее зависимость от скорости при Fк = const выражается прямой линией ОС» (рис. 6.24). При этом полная мощность используется только при максимальной скорости. При меньших скоростях движения мощность локомотива недоиспользуется. В тоже время профиль пути состоит из подъемов, площадок и спусков, то есть является переменным. На подъемах сила тяги требуется больше, а скорость всегда меньше, а на спусках наоборот. В идеальном случае при переменном профиле пути тяговая характеристика соответствует закону равноплечей гиперболы (кривая ВС, рис. 6.23). При такой тяговой характеристике реализуемая мощность локомотива остается постоянной (линия В’C’, рис. 6.24), а следовательно, обеспечивается ее полное использование в широком диапазоне скоростей.

Конструкционная скорость локомотива — скорость локомотива, устанавливаемая с учётом допустимого воздействия его на путь, ходовых свойств, безопасности движения (предотвращения схода с рельсов) и прочности его деталей.

Расчетная скорость(Vр) – наибольшая скорость на участке, с которой может следовать поезд максимальной массы, установленной для данного типа локомотива и расчетного подъема неограниченной протяженности.

Техническая скорость (Vт) – средняя скорость движения при безостановочном пропуске поезда по участку, но с учетом фактически потерянного времени на разгоны и торможения из-за остановок поезда.

Дата добавления: 2016-05-28 ; просмотров: 8287 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Устройство автомобилей

Основы динамики автомобиля

Скоростная характеристика двигателя

Скоростная характеристика двигателя определяется зависимостями эффективной мощности Ne и крутящего момента Mк от частоты вращения n коленчатого вала.

Читать еще:  Глухой стук в двигателе бмв

Ведущие колеса автомобиля приводят его в движение в результате возникновения силы тяги, которая возникает при приложении крутящего момента к полуосям ведущих колес со стороны трансмиссии:

где Pт – сила тяги, Н;
Mт – крутящий (тяговый) момент на ведущем колесе, Нм;
r – радиус колеса, м.

Крутящий момент на ведущих колесах зависит от величины момента, развиваемого двигателем на коленчатом валу, передаточного числа iтр трансмиссии и ее КПД – ηтр :

Сила тяги Pт на ведущих колесах может быть определена не только по формуле (1), но и с учетом скорости vi движения автомобиля на i -й передаче и развиваемой двигателем эффективной мощности Nе :

Скорость vi движения автомобиля на i -й передаче пропорциональна частоте n вращения коленчатого вала, радиусу r ведущего колеса и обратно пропорциональна передаточному числу iтр i трансмиссии на i -й передаче:

Таким образом, частота вращения n коленчатого вала является определяющим параметром для показателей эффективной мощности Nе , крутящего момента Mк и силы тяги на ведущих колесах Pт .

На рисунке 1 приведена внешняя скоростная характеристика двигателя при полностью открытой дроссельной заслонке, которая определяет предельные возможности двигателя при значениях частоты вращения коленчатого вала от nmin до nmax .

Анализ графика показывает, что максимальная эффективная мощность и максимальный крутящий момент, развиваемый двигателем, доступен в узком интервале частот вращения коленчатого вала. При небольшой частоте вращения коленчатого вала величина этих динамических показателей недостаточна для появления на ведущих колесах требуемой для движения автомобиля силы тяги, а при превышении частотой вращения коленвала некоторого максимального порога двигатель начинает терять мощность и тяговые показатели, или, как говорят механики, начинает работать «вразнос».
По этой причине эффективная эксплуатация двигателя внутреннего сгорания возможна лишь в некотором узком диапазоне частот вращения коленчатого вала.

Скоростная характеристика двигателя во многом зависит от типа двигателя: чем круче кривая эффективной мощности Nе , тем большей приемистостью обладает двигатель.

Тяговая характеристика автомобиля

Тягово-скоростные свойства автомобиля удобно оценивать с помощью тяговой характеристики, т. е. зависимостью силы тяги на ведущих колесах от скорости движения на различных передачах (рис. 2).

Используя скоростную характеристику и задавая частоты вращения коленчатого вала от nmin до nmax при соответствующих значениях эффективной мощности или крутящего момента для каждой передачи по формуле (4) находят значения скорости v , а по формуле (3) находят значение тяговой силы Pт .

Число кривых на тяговой характеристике (рис. 2) соответствует числу ступеней в коробке передач.

Тяговая характеристика позволяет быстро определить максимальное значение силы тяги на ведущих колесах, которая может быть обеспечена при данной скорости движения автомобиля, поскольку она рассчитывается по наибольшей для данной частоты вращения коленчатого вала мощности двигателя. Меньшее значение силы тяги получается при недоиспользовании мощности двигателя, т. е. при неполной подаче топлива. Следовательно, с помощью тяговой характеристики можно оценить предельные тяговые возможности автомобиля в фактическом интервале скоростей его движения.

Силы и моменты, действующие на ведущие колеса

На ведущие колеса автомобиля действуют силы со стороны автомобиля (т. е. со стороны двигателя посредством агрегатов трансмиссии), а также силы со стороны дороги. Обозначим силы, действующие со стороны автомобиля, буквой Р , а со стороны дороги – буквой R (рис. 3).

Реактивные силы, действующие на колеса

Тяговый момент Мт на ведущих колесах стремится сдвинуть назад верхний слой дорожного покрытия, в результате чего со стороны дороги на ведущее колесо в зоне контакта действует противоположно направленная сила Rx – горизонтально направленная касательная реакция дороги.

Так как на автомобиле используются эластичные пневматические шины, то неизбежна частичная потеря момента Мт , поэтому продольную (горизонтальную) реакцию со стороны дороги, обеспечивающую качение колеса, можно записать как разность между силой тяги и потерями в шине:

где Рш – сила, учитывающая потери энергии в шинах ведущих колес.

Таким образом, касательная реакция дороги создает силу тяги.

Автомобиль своим весом G действует на каждое колесо, передавая усилие на дорогу, и, соответственно, вызывая нормальную реакцию дороги Rz . Следует учитывать, что при наличии на колесе крутящего момента нормальная реакция Rz прикладывается не к оси симметрии опорной площадки колеса, а на некотором расстоянии αш от нее, поскольку имеет место смещение центра давления из-за эластичности шины.

Эпюра элементарных нормальных реакций дороги, показанная на рисунке 4, объясняет причину смещения точки приложения реакции Rz . Это происходит из-за того, что нормальные реакции на переднем и заднем участках опорной площадки колеса различны по величине, так как силы, возникающие в упругом материале шины при приложении и снятии нагрузки неодинаковы.
Это объясняется действием сил внутреннего трения между взаимно перемещающимися частицами материала шины. При приложении нагрузки эти силы и силы упругости направлены в одну и ту же сторону, а при снятии – в противоположные стороны.

Боковая сила Рy значительно увеличивается при криволинейном движении автомобиля или при движении по косогору. Боковая реакция Ry со стороны дороги удерживает колеса автомобиля от бокового скольжения (заноса) при движении автомобиля поперек косогора или при выполнении маневра.

Сила тяги на ведущих колесах

Сила тяги Рт на ведущих колесах может быть определена, как отношение крутящего (тягового) момента Mт , подводимого к колесам, к их радиусу r :

При этом не учитываются затраты энергии на деформацию дорожного покрытия, трение внутри шины и силы инерции, обусловленные ускорением вращающихся масс колес и деталей трансмиссии в случае неравномерного движения.

Следует учитывать, что радиус колеса вследствие эластичности шины является переменной величиной.
Различают следующие радиусы автомобильных колес:

  • статический радиус колеса rст – расстояние от поверхности дороги до оси неподвижного колеса, воспринимающего вертикальную нагрузку, обусловленную силой тяжести, действующей на автомобиль (т. е. его весом G ). Значения статического радиуса приводятся заводом-изготовителем шины в технических характеристиках;
  • динамический радиус колеса rд – расстояние от поверхности дороги до оси катящегося колеса. Динамический радиус колеса во время движения может превышать его статический радиус, поскольку в результате нагрева шины давление внутри нее увеличивается.
    Кроме того, под действием центробежных сил с возрастанием скорости автомобиля шина растягивается в радиальном направлении, вследствие чего динамический радиус увеличивается. Динамический радиус, также, зависит от величины вертикальной нагрузки Pz .
  • радиус качения колеса rк – радиус условного недеформирующегося катящегося без скольжения колеса, которое имеет с данным эластичным колесом одинаковую угловую и линейную скорости.

Радиус качения колеса определяется по формуле:

где S – путь, пройденный колесом; nк – число оборотов колеса на пути S .

Если проскальзывание колеса относительно дороги отсутствует, что характерно для ведомого колеса, то радиусы rд и rк почти равны между собой. В случае полного буксования колеса его пройденный путь будет равен нулю, и тогда (согласно приведенной выше формуле) его радиус качения тоже будет равен нулю.
В случае движения колеса юзом (скольжение без вращения) число оборотов будет равно нулю, и, соответственно, радиус качения rк будет стремиться к бесконечности.

Различают еще и свободный радиус колеса rсв , который является половиной диаметра ненагруженного колеса при отсутствии его контакта с опорной поверхностью.

На дорогах с сухим покрытием скольжение ведущих колес и изменение радиуса незначительны. Поэтому радиусы статический rст , динамический rд и качения rк при расчетах считаются одинаковыми и обозначаются буквой r .

Понятие тяги двигателя

Для правильного решения методических вопросов, связанных с измерением тяги воздушно-реактивных двигателей на наземных и высотных стендах, важно конкретизировать понятие тяги двигателя. В расчетных и экспериментальных исследованиях используется значение тяги по внутренним параметрам, соответствующее уравнению

В этом уравнении GвVп — входное количество движения, остальные члены образуют так называемую тягу сопла

которую можно выразить в другой форме, через импульс потока в выходном сечении сопла:

где f(lc) — газодинамическая функция, тогда

Рис. 5.4. Гипотетическая силовая установка: a — при H=0, М=0; б — при полетных условиях

Нетрудно убедиться, что выражение (5.3) соответствует тяге гипотетической силовой установки (рис. 5.4, б), которая отличается следующими особенностями. Площадь входа в воздухозаборник равняется площади невозмущенного потока Fн, при этом статистическое давление в этом сечении равняется давлению окружающей среды рн, а скорость — скорости полета Vг. Наружный поток не создает сил трения, а давление на наружной поверхности равняется давлению рн. При этом предполагается, что воздухозаборник с полностью внутренним сжатием имеет коэффициент сохранения полного давления реального или стандартного воздухозаборника sв=f(М).

Определение тяги при Н=0 и М=0

Применительно к условию М=0 схема гипотетической силовой установки преобразуется к виду, показанному на рис. 5.4, а. Площадь входа становится бесконечно большой, а скорость потока на входе — нулевой. Тогда уравнение для определения тяги имеет вид

При этом предполагается, что потери полного давления в воздухозаборнике отсутствуют и полное давление на входе в двигатель равняется давлению окружающей среды, которое для условий Н=0, М=0 обозначается р, т.е. равняется атмосферному давлению.

Читать еще:  Что такое одноцилиндровый четырехтактный двигатель

Компоновку, показанную на рис. 5.4, а, на практике осуществить нельзя, поэтому она заменяется компоновкой с лемнискатным входом (рис. 5.5), в которой воздух на вход в двигатель подается из всего окружающего пространства. Выбрав площади контрольных сечений 1, 2 бесконечно большими и применяя уравнение количества движения для контура, ограниченного сечениями 1, 2, с, найдем, что и в этом случае сила, действующая на силоизмерительное устройство стенда, находится по уравнению (5.7).

Компоновка, показанная на рис. 5.5, реализуется на открытом стенде с коротким хорошо спрофилированным входным устройством, потери полного давления в котором близки к нулевым. На таком стенде сила, измеряемая силоизмерительным устройством стенда, равняется тяге двигателя. При этом важно отметить, что полное давление на входе в двигатель равняется давлению окружающей среды p.

Открытые стенды из-за трудностей обслуживания и вредного шумового излучения не получили широкого распространения. Как правило, испытания проводятся на закрытых стендах, воздух к двигателю подается через входную шахту, а выхлопные газы выбрасываются через выхлопную шахту (рис. 5.6). Условия течения во входном устройстве двигателя и условия его обтекания на таком стенде отличаются от условий работы на открытом стенде.

Рис. 5.5. Схема входного устройства в условиях открытого стенда

Рис. 5.6. Схема установки двигателя на закрытом стенде

Расход воздуха через бокс складывается из расхода воздуха через двигатель Gв и расхода воздуха Gобд, обдувающего двигатель, входное устройство, подмоторную раму, коммуникации со скоростью до 15 м/с, что приводит к появлению дополнительных сил и усложнению определения тяги на таких стендах. Давление в начальном сечении бокса р1 и конечном сечении р3 из-за потерь в шахте меньше атмосферного, при этом может наблюдаться градиент давления по длине бокса и давления р1 и р3 не равны друг другу. Скорости обдувающего воздуха в сечениях 1, 3 также могут различаться между собой.

Выберем контур, ограниченный начальным сечением бокса и сечением, проходящим через выходную плоскость сопла. При таком выборе контура учитываются все силы, действующие на двигатель, входное устройство, защитную сетку, коммуникации, подмоторную раму, динамометрическую платформу со стороны воздуха, проходящего через двигатель и бокс. Эти силы воспринимаются силоизмерительным устройством. Их сумму обозначим Рст. Применив уравнение количества движения для выбранного контура, ограниченного сечениями 1. 3, получим

(5.8)

Силой трения о стенки Ртр можно пренебречь или при необходимости вычислить ее по скорости и коэффициенту трения на стенке. Первые два члена в уравнении (5.8) по форме представляют собой тягу двигателя на открытом стенде при давлении окружающей среды p, равном полному давлению на входе р*в:

Количественно указанное соответствие будет выполняться, если отличие давления в окрестности реактивного сопла р3 на закрытом стенде от полного давления на входе р*в не оказывает влияния на внутренние параметры двигателя, что справедлива, если степень понижения давления в сопле выше критической. Тогда из (5.8) и (5.9) следует

Поправка к измеренной величине силы Fс(р*в3) учитывает отличие давления р3 от р*в. Поправка DРаэр связана с аэродинамикой стенда и учитывает отличие условий работы двигателя на закрытом стенде от условий открытого стенда:

Если степень понижения давления в сопле докритическая, то необходимо учитывать поправку DРреж, связанную с изменением режима работы двигателя вследствие отличия полного давления на входе от давления окружающей среды рн, в итоге

Поправка DРаэр находится при аттестации испытательного стенда путем подробного измерения полей давлений и скоростей в характерных сечениях бокса. Поправку DРреж можно найти либо расчетным путем по математической модели двигателя, либо экспериментальным при испытаниях двигателя на высотном стенде, где можно произвольно менять отношение давлений р*в/ р3. Сравнительными испытаниями одного и того же экземпляра двигателя на открытом и наземном стендах можно определить суммарную поправку

В качестве эталонного стенда вместо открытого можно использовать также и высотный стенд.

Расчет силы тяги на ведущих колесах на передачах

Расчет производится по формуле

где Мj— крутящий момент двигателя, кгс м ( М1, ММ, М2, МN,);ki — передаточное число коробки передач (КП) на i-той передаче;P2 — передаточное число раздаточной коробки (РК) на 2-ой передаче;o — передаточное число главной передачи;k — радиус качения колеса, м;

ηm — КПД трансмиссии;

(i,j) — порядковые номера передач в КП и крутящего момента

Для полноприводного автомобиля можно принять ηm = 0,85

Если выражение (4) преобразовать, то получим

Сила тяги на ведущих колесах на первой передаче в КП и второй передаче в РК при устойчивой минимальной частоте вращения коленчатого вала двигателя n1 составит:

Данные расчета на остальных передачах КП (2-й передаче в РК) и частотах вращения коленчатого вала (nм, n2, nN) производится по выражению (4а) и вносится в таблицу 3.

Определить величину силы тяги на ведущих колесах при различных передачах в КП, частоте вращения коленчатого вала двигателя и первой передаче в РК по формуле

где iP1 — передаточное число раздаточной коробки (РК) на 1-ой передаче;

Сила тяги на ведущих колесах на первой передаче в КП и первой передаче в РК при минимальной устойчивой частоте вращения коленчатого вала двигателя n1 составит:

Данные расчета на остальных передачах КП (1-й передаче в РК) и частотах вращения коленчатого вала (nм, n2, nN) производится по выражению (4б) и вносится в таблицу 3.

Расчет скоростей движения автомобиля на передачах

Скорости движения автомобиля на i-х передачах в КП и второй передаче в РК (Vi) определяются по формуле

При n1 на первой передаче в КП получим

Все данные расчета заносятся в табл. 4.

Подобным образом рассчитаем скорости на первой передаче в КП и первой передаче в РК при различных частотах вращения коленчатого вала (n1, nм, n2, nN)

(5а)

Остальные данные заносятся в табл. 4.

Расчет силы сопротивления воздуха

Так как сопротивление воздуха проявляется при скоростях более 30 км/ч, то расчет выполним для 2-х высших передач в КП и второй передачи в РК.

(6)

где Vi — скорость движения, км/ч;w — коэффициент обтекаемости (лобового сопротивления) ;

В- ширина автомобиля, м;

Н- высота автомобиля, м,

Можно принять для грузового автомобиля

Определение значений динамического фактора

На низших передачах Рw = 0.

На первой передаче в КП и второй — в РК при частоте вращения коленчатого вала n1 получим

(7)

Расчеты для остальных передач и частот вращения коленчатого вала, заносим в табл. 6.

При включенной первой передаче в РК и первой передаче в КП получим

(7а)

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной работе были рассмотрены технические характеристики автомобиля Урал-5323. На их основе был произведен расчет тягово-скоростных свойств. Полученные данные сведены к табличному виду в приложении к работе. Так же был построена диаграмма зависимости динамического фактора от скорости автомобиля. Используя эту диаграмму и зная условия дорожного покрытия (коэффициент сопротивления качению) можно найти скорость движения в данных условиях на определенной передаче.

Приложение

Таблица 1 Результаты расчетов

abcn in maxNi/nmaxNiMi
0,531,561,0990032000,011637,2317395,07
19000,021970,0139351,912
25000,029193,1104355,682
32000,0344110328,281

Таблица 2 определение свободного радиуса колеса

r0
0,55880,53086

Таблица 3 определение силы тяги на колесе

n i500n i1100n i1500n i2100
Рк 1;170551,3662844,2363517,4958624,31
Рк 2;150380,7944877,1245357,941863,67
Рк 3;135960,232031,8632375,0229880,95
Рк 4;125555,4722763,7623007,6321235,19
Рк 5;19126,9558129,9138217,017583,998
Рк 1;233595,8929925,8230246,4227916,34
Рк 2;223990,8521370,062159919935,08
Рк 3;217123,9115253,2615416,6814229,03

Таблица 4 определение скорости движения

900190025003200
Vк 1;11,475653,11534,0995,2467
Vк 2;12,066444,36255,74017,3473
Vк 3;12,895116,11198,04210,294
Vк 4;14,073838,600311,31614,485
Vк 5;111,406724,08131,68540,557
Vк 1;23,098856,5428,607911,018
Vк 2;24,339529,161212,05415,429
Vк 3;26,0797312,83516,88821,617

Таблица 5 определение силы сопротивления движению

n i500n i1100n i1500n i2100
Pw 4;2Pw 4;227,011120,38208,42
Pw 5;2Pw 5;2211,77943,811634

Таблица 6 Определение динамического фактора

n i500n i1100n i1500n i2100
D 1;10,17230,30010,31150,2863
D 2;10,11470,19980,20740,1906
D 3;10,08260,14390,14940,1373
D 4;10,05850,10190,10580,0973
D 1;20,04930,08590,08920,0820
D 2;20,03280,05710,05930,0545
D 3;20,02360,03950,03980,0335
D 4;20,01670,02610,02450,0165

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector