Analiza calitatilor dinamice de tractiune ale autovehiculului de proiectat pentru varianta de organizare aleasa a schimbatorului de viteze

Analiza calitatilor dinamice de tractiune ale autovehiculului de proiectat pentru varianta de organizare aleasa a schimbatorului de viteze

1 Determinarea caracteristicilor dinamice

Caracteristica de tractiune este functia care exprima dependenta fortei de tractiune maxima fata de viteza autovehiculului, pentru toate treptele schimbatorului de viteze.

Caracteristica dinamica este functia care exprima dependenta factorului dinamic fata de viteza autovehiculului, pentru toate treptele schimbatorului de viteze, atunci cand motorul functioneaza la sarcina totala.In mod frecvent, caracteristica dinamica este identificata cu reprezentarea grafica a curbelor factorului dinamic in functie de viteza pentru toate treptele schimbatorului de viteze D=D(V,k), k=1,2N

Caracteristica puterilor reprezinta dependenta dintre puterea la rotile motoare si viteza autovehiculului, pentru toate treptele schimbatorului de viteze. De regula caracteristica puterilor este identificata cu curbele puterii la roata in functie de viteza, atunci cand motorul functioneaza la sarcina totala P_r=P_r(V,k) k=1,2.N_t

Caracteristica acceleratiilor constituie functia care exprima dependenta acceleratiei autovehiculului in functie de viteza sa, pentru toate treptele schimbatorului de viteze, atunci cand motorul functioneaza la sarcina maxima.

Valorile necesare pentru trasarea tuturor acestor caracteristici sunt cuprinse in tabelul 1,rezultatele fiind obtinute cu urmatoarele relatii de calcul:

Viteza autoturismului: V_max==0.377 ; k=1,2.. N_t (1)

Forta de tractiune: (2)

Rezistenta din partea aerului :R_a= (3)

Factorul dinamic: (4)

Puterea la roata: P_r=P_ex

Acceleratia autovehiculului: a= (5)

Coeficientul de influenta a maselor in miscare de rotatie:

d d d" i_s0 unde d'=0.05 si d

Rezistenta specifica a drumului: V+ V²) (6)

unde coeficientii [h/km] si [h²/km²].

Pe baza acestor formule s-au trasat graficele urmatoare:graficul 1 reprezinta caracteristica de tractiune,graficul 2 reprezinta caracteristica dinamica,graficul 3 reprezinta caracteristica puterilor la roata,iar graficul 4 reprezinta caracteristica acceleratiior.

Tabelul 1.Valorile parametrilor dinamici penru schimbatorul de viteze cu 6 trepte al autovehiculului ce se proiecteaza

2 Analiza calitatilor dinamice de tractiune ale autovehiculului

Caracteristica de tractiune este reprezentata in figura 1 iar impreuna cu hiperbola ideala de tractiune este reprezentata in figura 5.

Analizand aceste figuri se pot determina valorile maxime pentru forta de tractiune pentru fiecare treapta si viteza corespunzatoare acesteia. Valorile sunt centralizate in tabelul 2.

Tabelul 2.Forta de tractiune maxima si viteza corespunzatoare pentru fiecare treapta de viteza a schimbatorului de viteze cu 5 trepte ce echipeaza autovehiculul

Folosind caracteristica de tractiune putem trasa curbele corespunzatoare sumelor rezistentelor la inaintare in diferite cazuri dupa cum se observa in figura 6. Pentru deplasarea autovehiculului in palier am considerat 3 variante prezentate in figura 6a:

Cazul 1:nu bate vantul

Cazul 2:vantul bate din fata

Cazul 3:vantul bate din spate

Pentru deplasarea autovehiculului in panta maxima in priza directa caracteristica este prezentata in figura 6b si pentru deplasarea autovehiculului in panta maxima a drumului modernizat p_max=9% in figura 6 c.

Folosind aceste figuri determinam punctele de intersectie dintre curba corespunzatoare rezistentelor si curba caracteristicii de tractiune si aflam astfel viteza maxima posibila si treapta pentru care se obtine aceasta viteza. Valorile obtinute sunt trecute in tabelul 3.

Tabelul 3 Vitezele maxime si treptele corespunzatoare

Caracteristica de tractiune intersecteaza curbele aferente rezistentelor la inaintare in cazul deplasarii in palier la valori foarte mari (la valorile maxime impuse) ale vitezelor si pentru ultima treapta, a V-a, astfel ca rezerva de putere este mare. Pentru invingerea rezistentelor la inaintare in cazul deplasarii in panta maxima in priza directa se pot folosi primele trepte fara probleme. In panta maxima a drumului modernizat viteza maxima atinsa este de 96 km/h si se atinge in treapta a IV-a, pentru treapta a V-a rezistentele la inaintare find foarte mari. In panta maxima in priza directa viteza maxima ce poate fi atinsa este de 125 km/h si se atinge in treapta a V-a.

Pentru vitezele uzuale in exploatare avem urmatoarele particularitati:

pentru V=50km/h (viteza maxima in localitate), nu se poate folosi treapta a V-a pentru deplasarea autovehicului in panta maxima a drumului modernizat , dar pot fi folosite treptele III si IV care ating aceasta viteza.

pentru V=130km/h (viteza maxima pe autostrada), in cazul deplasarii autovehicului in panta maxima a drumului modernizat nu se poate folosi nici o treapta deoarece trapta a IV intesecteaza curba rezistentei la inaintare, iar celelalte nu ating aceasta viteza.

pentru V=175km/h, viteza maxima posibila, se poate atinge doar in trapta a V-a, la deplasarea autovehicului in palier sau la o panta maxima de 1%.

Caracteristica dinamica este reprezentata in figura 2. Folosind aceasta caracteristica putem determina cu usurinta factorul dinamic maxim D_max pentru fiecare treapta si viteza maxima corespunzatoare. Aceste valori au fost centralizate in tabelul 4.

Tabelul 4 Factorul dinamic maxim, viteza critica si panta maxima pentru fiecare treapta

Valoarea maxima a factorului dinamic este 0.62 si se obtine in treapta I. Panta maxima pe care o poate urca autovehiculul este mai mare decat panta maxima impusa prin tema p_max=25%

Caracteristica puterilor a fost reprezentata in figura 3 si la fel ca si in cazul caracteristicii de tractiune vom analiza mai multe cazuri de deplasare a autovehiculului.

In urma analizei acestor grafice putem determina valorile puterii la roata maxime si treapta de viteza pentru care se obtin aceste valori. Datele obtinute sunt centralizate in tabelul 5. In figurile a,b,c sunt reprezentate caracteristicile puterilor la diferite deplasari ale autovehiculului.

Tabelul 5.Viteza maxima si treapta in care se obtine

Se observa ca pentru deplasarea in palier fara vant se atinge viteza maxima constructiva a autovehiculului in treapta a V-a. Cand vatul bate din fata viteza maxima atinsa de autoturism este de 155 km/h adica mai putin decat viteza propusa

Se observa ca la viteza maxima legala in localitate 50km/h rezerva de putere este mare pentru mersul in palier si mersul in panta in priza directa, dar nu se poate folosi treapta a V-a pentru mersul in panta maxima a drumului modernizat. Panta maxima poate fii urcata cu treapta a IV-a, si se poate atinge o viteza maxima de 92 km/h in panta maxima.

Caracteristica acceleratiilor este reprezentata in figura 4. si cu ajutorul acesteia determinam acceleratiile maxime in fiecare treapta si la ce viteza se obtin acestea. Valoriile sunt centralizate in tabelul 5.

Tabelul 5 Valorile acceleratiilor maxime si viteza corespunzatoare acestora

Viteza optimaapentru trecerea din treapta I in treapta II este de 23 km/h,din treapta II in treapta III este 35km/h, din treapta III in treapta IV este 65 km/h, din treapta IV in treapta V este 100km/h..