Capitolul 2

7/17/2019 Capitolul 2

http://slidepdf.com/reader/full/capitolul-2-568dc9fe2f65f 1/15

Capitolul 2Determinarea performanţelor de tracţiune

2.1. Caracteristica de tracţiune la sarcină totala

Caracteristica de tracţiune reprezintă variaţia forţei de tracţiune în funcţie de viteză, lasarcină maximă a motorului şi în fiecare treaptă a schimbătorului de viteze. Pentru trasareaei, se pleacă de la caracteristica de turaţie a motorului, folosindu-se următoarele formule pentru a obţine forţa de tracţiune în treapta „! şi viteza ce corespunde unei anumite turaţii.

r

s "tt

r

ii#$

⋅⋅⋅η= %&.'(

)nde * is - valoarea raportului de transmitere al schimbătorului de viteze în treapta k

i0 - raportul de transmitere al transmisiei principalet - randamentul transmisiei#-momentul motor care depinde de sarcină i tura ieș ț

Pe de altă parte, viteza autovehiculului se poate exprima în fuc ie de tura ia motorului iț ț ș

rapoartele de transmitere is i i"*ș

⋅⋅

⋅=h

m

ii

nr +,"-

. "

r %&.&(

Pentru studiul performa elor maxime de trac iune, trebuie analizată varia ia for ei deț ț ț ț

trac iune în func ie de viteză, atunci c/nd motorul func ionează la sarcină totală, iar ț ț ț

schimbătorul de viteze este cuplat succesiv în toate treptele.

2.1.1 Trasarea caracteristicii de tracţiune la sarcină totală Ft(V)pentru treptele de viteză 1,2...tr

Pentru studiul performanţelor maxime de tracţiune,trebuie analizată variaţia forţei detracţiune în funcţie de viteză,atunci c/nd motorul funcţionează la sarcină totală,iar schimbătorul de viteze este cuplat succesiv în toate treptele-0caracteristica de tracţiune.

1ndiferent de treapta ,rezistenţele la înaintare cresc cu viteza.2a o anumită valoarea vitezei,curba rezistenţelor intersectează curba forţei de tracţiune.

itezele mai mari nu pot fi dezvoltate deoarece nu se mai dispune de forţa necesarăde tracţiune,deci aceasta este viteza maximă pe care autovehiculul o poate atin3e în treaptarespectivă-max. alorile for ei de trac iune în func ie de viteza ob inută în fiecare treaptă a schimbătoruluiț ț ț ț

de viteze sunt prezentate în urmatorul tabel.Caracteristica de trac iune pentru fiecare treaptă a schimbătorului de viteze esteț

prezentată în fi3ura de mai 4os.



n5rpm6 #5da7m6 P586 '5m9h6 &5m9h6 +5m9h6 :5m9h6 ;5m9h6 $'576 $&576 $+576 $:576 $;5



<"" &.+' &&.++& ';.="=> &".&&= &;.<= :&.';' ;:.::& >&'.:: :;+.';: &">.;<

'&:.<>& '';

'""" +>.&; +&.<': '=.>+ &:."+; +'.=<> ;&.:+< >".<"& >+.>+; :>&.;": &''.==:

'&>."'' '&":

'&"" +<.&>= :".=& &+.+>; &=.<:+ +<.'<+ >&.&; >>.'>+ >;;.;:< :&.<> &'.=>

'&=.;& '&:"

':"" :=.+&: :.'"& &."='< +:.>;' ::.+<' +."'+ &.;&+ >>=.<>> :<'.>=> &&:.''

:

'+&.:; '&<

&'>"" ;>.+&= ;;.&> +".<'& +=.:;< ;".;< <+.+"' <".'" ><+.;<; :<=.":+ &&.+>

'+:.<= '+'

;'<"" >&.+>+ >&.:; +:.;:> ::.&>; ;>.> =+.;<< <<.&+< >=+.&' :=:.="& &+;.+

>'+>.='& '+:

'&""" ;.++< ><.:= +<.&: :=."+ >&.=+ '"+.<> =;.<> "'.&< :==.&>& &+>.&<

'+=.&= '+<

&&"" =.:& >.+:< :&.""'; ;+.<<"+ >=.'& '':.'>: '">.&:; '".<:< ;"+.'" &:'.;' ':".++> '+=

:&:"" <+.=< <&."=: :;.&< ;<.>< ;.+>< '&".:;& '''."> '=.:= ;"'.><< &:;.+;

'':+.=<= '+>

>&>"" =".>&' <<.;:+ :=.:;> >".:= <'.;>; '&>.+= '&".>"; &'.+>> ;"=.=<> &+.+<

+'::.>:+ '+&

>&<"" =;.:& =&."& ;+.'<+ >+.+""& <.>+ '+".+= '&.< ''.:=+ ;':.:": &&.>

;

':".;"+ '&

<+""" =<.:'> '"".;"<

;>.>&< >>.'"& =+.=>' '+;."&> '++.+= ><=.<:> ;':.="< &&".:&

'+>.":; '&'"

+&"" '":.&:; '":.<;>

>".>+< >=.='> '"".'; ':'.+': ':'.&'' ><".:;; ;''.;'+ &';.'"&

'+&.&< ''<&

+:"" '"<.&<; '"=.;:<

>&.+>; &.&: '">.+;; ':;.' ';".;+ >;'.++> ;":.&' &"=.&>:

'&.&'+ ''<"

+>"" '"<.&:; ''".:>

>;."=+ ;.;+ ''&.;;+ ';".<; ';<.': >&".:: :=+.."&:

&";.=+:

'&+.<": '';

+<"" =>.;>: ''.&

><.<&"> >.++< ''<.; ';:.;+ '>;.>; ;=&.<&; :.=&+ '=.":>

''>.'"' ''&+

Cu a4utorul datelor din tabel vom determina caracteristica de tracţiune.)n exemplu de

model arată ca în fi3ura de mai 4os*



iteza maximă care rezultă din dia3ramă este de aproximativ '>& m9h, av/nd ovaloare mai mică dec/t cea impusă prin tema de proiect. ?ceasta se datorează faptului că puterea maximă a motorului ales este mai mică dec/t puterea maximă calculată a motoruluiteoretic, necesară pentru atin3erea vitezei din temă @ '>; m9h %acest aspect a fost

menţionat şi în capitolul referitor la ale3erea motorului, din cadrul proiectului „?utomobile1! @ partea 1, subcapitolul ;.&(. Ae asemenea, mai apare o reducere a vitezei maxime şidatorită ale3erii unui raport de transmitere al transmisiei principale diferit de cel predeterminatB această cauză are totuşi o pondere semnificativ mai mică dec/t ceamenţionată anterior.

$i3ura &.' @ Caracteristica de tracţiune

2.1.2 Determinarea performanţelor dinamice folosind caracteristica detracţiune



1) Determinarea rezistenţei la rulare (! r), precum "i puterii necesare #nvin$eriirezistenţei la rulare (%rul)

ezistenţa la rulare este cea mai importantă rezistenţă p/nă la viteze de >"-<" m9h.Da se manifestă din momentul în care roata începe să se rotească. Aatorită rezistenţei larulare, se determină încălzirea pneului, ceea ce afectează rezistenţa la uzare si la oboseală a pneului.

ezistenţa la rulare este 3enerată datorită mai multor fenomene, cum ar fi*- pierderi de ener3ie prin fenomenul de histerezis la deformarea flancurilor si benzii de

rulareB-deformarea căii de rulareB-dezechilibrul între valorile tensiunilor tan3enţiale lon3itudinale din zona posterioară şi cea anterioară ale petei de contact în cazul roţii conduseB-procesele de adeziune dintre suprafeţele anvelopei şi calea de rulareB

-procesele de histerezis din cauciuc produse la depăsirea micronere3ularităţilordrumuluiB-frecarea cu aerul din interiorul şi exteriorul pneului.

ezistenţa la rulare se poate calcula cu formula*

parul GV f R α cos(% ⋅⋅= 5da76B

Puterea necesara învin3erii rezistenţei la rulare se calculează cu formula*

V G f V R

P parul

rul ⋅⋅⋅=⋅=+>"

cos

+>"

α 5E6.

2) Determinarea rezistenţei la pantă (! p), precum "i a puterii necesare #nvin$erii rezistenţei la pantă (%p)

ezistenţa la urcarea pantei reprezintă componenta paralelă cu calea de rulare în pantă a 3reutăţii autovehiculului, îndreptată către baza pantei. Da este aplicata, ca şi forţa de3reutate, în centrul de 3reutate al autovehiculului.

ezistenţa la pantă se calculează cu relatia*

pa p G R α sin= 5da76B

Convenţional, la urcare pantă este denumită rampă, iar la cobor/re, pantă. Fn acestdin urmă caz, rezistenţa la cobor/rea pantei devine ne3ativă %contribuie la deplasareaautovehiculului(.



Fnclinarea căii de rulare se apreciază fie prin un3hiul cu orizontala, G p, fie prin pantă, pH t3 G p H h9l.

Puterea necesară învin3erii rezistenţei la urcarea pantei se calculează utiliz/nd formula*

+>"sin

+>"V GV R P pa p

p ⋅⋅=⋅= α 5E6.

&) Determinarea rezistenţei aerului ! a 'da "i puterii necesare #nvin$eriirezistenţei aerului %a '*

ezistenţa aerului reprezintă forţa aerodinamică lon3itudinală, $ax, sensul ei deacţionare fiind intotdeauna opus sensului vitezei de deplasare a autovehiculului. Pentruusurinţa calculelor se consideră că această forţa este aplicată în centrul de presiune%metacentrul( frontal. Convenţional se consideră că metacentrul frontal este amplasat peaceeaşi normală la sol cu centrul de 3reutate, la înălţimea ha fata de sol.

ezistenţa aerului se determină cu a4utorul relaţiei*

'+'+

&&

x x

a

V K V Ak R

⋅=

⋅⋅= 5da76,

unde xa ck ⋅⋅= ρ &

' 5da7Is&Im-:6 - coeficientul aerodinamicB

Ak K ⋅= 5da7Is&Im-&6 - factorul aerodinamic.

Puterea necesara învin3erii rezistenţei aerului se calculează utiliz/nd formula*

:><"+>"

& V V Ak V R P xa

a⋅⋅⋅=⋅= 5E6.

)nde* CxH coeficientul de rezistenţă a aeruluixHviteza relativă a aeruluiHviteza v/ntului

Calculul rezistenţelor pentru autovehiculul de proiectat se va face av/nd în vedere căautovehiculul se deplasează în palier, fără v/nt, rezistenţa la demarare ne3li4/ndu-se.

Aeterminarea rezisten elor autovehiculului pentru Gț p H "

r.crt. V'm+ ! rul'da ! p'da ! a'da -!

vH-'; vH" vH'; J%-';( J%"( J%



' " :'"."'+ " &.>:=:+ " &.>:=: :+.&' :'"."' :+

& '" :".;><=> " +."&';= '&.&<<> >.<"+= :'".>:' :'=.<;> :<:

+ &" :".'&;&; " +."&';= :=.';:; ';".;+; :'".'= :;>.&= ;;

: +" :"<.:"> " &.>:=: ''".;= &:<.<:: :+>.+= ;'=.++< >;

; :" :'&.:';"& " >.<"+= '=>.>'< +'.+' :<=.&'= >"=."++ <:

> ;" :'<.':<; " ';".;+;< +".&'; ;'=.'=: ;><.><: &;.+>: =+

>" :&;.=:'"; " &:<.<::= ::&.+=" >='.&+; >:.<; <><.++' '''

< " :+;.=&>> " +'.+'& >"&.':+ <<.<;+ <".;&+ '"+.=+ '+&+

= <" ::."+++ " ;'=.'=:< <>.:& ''"=.": =>>.<=< '&+:.' ';;>

'" =" :>'.>+" " >='.&+; ==;.+= '+;:.<& '';&.=" ':;."; '<'>

'' '"" :."'< " <<.<;+= '&&<.<> '>&;.' '+>;.;; '">.;> &'"&

'& ''" :=;.<=: " ''"=.": ':<>.=& '=&"."= '>":.<+ '=<&.' &:';

'+ '&" ;';.=+>> " '+;:.<&& '>=.;> &&+=.>' '<".; &&<;.; &;;

': '+" ;+<.':&> " '>&;.'& &">. &;<+.>< &'>+.+' &>':.=& +'&

'; ':" ;>&.:"' " '=&"."== &:"<.; &=;&.+: &:<&.;" &=".=< +;'&

'> ';" ;<&.<":: " &&'>."+ &:&.;> ++&'.:& &<"'.>' ++&>. +="+

' '>" >"&.>"&& " &;'&.<+: +">.<& +>="."> +'&".= +><&.=: :&=:

Calculul rezisten ei la rulare s-a efectuat pe baza tabelului din capitolul + care aratăț

varia ia coeficientului de rezisten ă a pneului în func ie de viteza de deplasare aț ț ț

autovehiculului. Pentru determinarea rezisten elor s-a folosit masa totală a autovehicululuiț .

e reprezintă 3rafic varia ia rezisten elor pe care le înt/mpină autovehiculul înț ț

func ie de viteza de deplasare*ț



Kbserva iiț *ezistenţa la pantă este " deoarece sin3urul parametru care influenţează aceastărezistenţă este valoarea lui G p. e observă din fi3ura de mai sus că p/nă la viteza de :"5m9h6 rezistenţa din partea v/ntului este foarte mică,urmată de o creştere proporţională cuviteza de deplasare a autovehiculului.

Aeterminarea rezistenţelor la înaintare ale autovehiculului c/nd α pmax H 30%

r.crt. V'm+ ! rul'da ! p'da ! a'da -!

vH-'; vH" vH'; J%-';( J%"( J%'

' " +=&.;< '"':.=; &.>:=:+ " &.>:=: '";><.+< '";:".+ '";><

& '" +=".+<"+> '"':.=; +."&';= '&.&<<> >.<"+= '";:'.: '";;".>& '">';

+ &" +<=.=;;+> '"':.=; +."&';= :=.';:; ';".;+; '";:".=< '";<."> '"><<

: +" +='.;"&;= '"':.=; &.>:=: ''".;= &:<.<:: '";>.' '">;"."; '"<<; :" +=;."&&": '"':.=; >.<"+= '=>.>'< +'.+' '">'=.< '"+=.;= '"=':

> ;" :"".;'+& '"':.=; ';".;+;< +".&'; ;'=.'=: '">== '"<;;.>< ''">

>" :".=>+ '"':.=; &:<.<::= ::&.+=" >='.&+; '"<":. '"==<.+& ''&:



< " :'.:'+> '"':.=; +'.+'& >"&.':+ <<.<;+ '"=+.' '''>.;' '':;+

= <" :&<.<&&'& '"':.=; ;'=.'=:< <>.:& ''"=.": ''"=;.= ''+>+.&; ''><;

'" =" ::&.&"&' '"':.=; >='.&+; ==;.+= '+;:.<& ''&<'.+= '';<;.;+ ''=::

'' '"" :;.;;;;& '"':.=; <<.<;+= '&&<.<> '>&;.' '':=+.+> ''<+:.+ '&&+"

'& ''" ::.<<";> '"':.=; ''"=.": ':<>.=& '=&"."= ''+'.<< '&'"=.> '&;:&

'+ '&" :=:.'<& '"':.=; '+;:.<&& '>=.;> &&+=.>' ''==>.=; '&:''.>= '&<<'

': '+" ;';.::+' '"':.=; '>&;.'& &">. &;<+.>< '&&<<.; '&:".'< '+&:

'; ':" ;+<.><="+ '"':.=; '=&"."== &:"<.; &=;&.+: '&>">.: '+"=;.&' '+>+<

'> ';" ;>'.="+:; '"':.=; &&'>."+ &:&.;> ++&'.:& '&=&:.:+ '+:;".<+ ':"&=

' '>" ;<:."'++& '"':.=; &;'&.<+: +">.<& +>="."> '+&+".< '+<";.>' '::&"

e reprezintă 3rafic variaţia rezistenţelor aerului în funcţie de viteza de deplasare aautovehiculului şi panta maximă impusă prin temă*



Kbservaţii*ezistenţa la pantă are valoare constantă deoarece nu este influenţată de variaţia vitezeiautovehiculului, sin3urul parametru care influenţează rezistenţa la pantă este α pmax. K dată

creşterea rezistenţei la pantă creşte suma rezistenţelor pe care le întampină autovehiculul pe parcursul de plasării în funcţie de variaţia vitezei.e observă ca rezistenţa aerului este foartemică în comparaţie cu rezistenţa la rulare şi rezistenţa pantei.

r.crt. V'm+ %rul'da %p'da %a'da -%

vH-'; vH" vH'; J%-';( J%"( J%'

' " " " " " " " " "

& '" '".<:+<== &<'.<< "."<;++< ".+:'+;' &.'++::: &=&.<'>< &=+."& &=:.<

+ &" &'.>>:'< ;>+.; ".'=>; &.+"<"< <.+>+"== ;<;.>"== ;<<.'& ;=+.<

: +" +&.>&;&'> <:;.>>;;& &.+":''= =.&'>:> &".+" <<".;='= <<.;": <==."

; :" :+.<='++< ''&.;; <.;++: &'.<:>: :'.+"+: ''=.=; ''=+.&< '&'&.

> ;" ;;.>&>="> ':"=.:+< &".="; :&.>><< &.''"+= ':<;.=& ';".+ ';+.

>" >.==>&& '>='.+&; :'.::': +.+'<' '';.&";= '<"".=> '<++."> '<:.;

< " <'.'>+< '=+.&'+ &.&<'" ''."=+: '&.>+<& &'&>.>;< &''.:> &&&."

= <" =;.&=+<"; &&;;.' '';.+>> ':.' &:>.:;;: &:>;.' &;&;.'> &;=>.<

'" =" ''".;;">< &;+>.=< '&.<"<= &:<.<::= ++<.";; &<&".+: &<=>.+< &=<>.&

'' '"" '&."=<> &<'<.< &:>.>&>' +:'.+;' :;'.:+>> +'=&.> +&<.=& ++=.:



'& ''" ':;.'"&+= +'"".>+ ++<.<>& :;:.++<' ;=>.>= +;<:.:' +"".&' +<+&.;

'+ '&" '>:.&;=: ++<&.>; :;'.>"+ ;<=.<;:; :>.;+:> +==<.=<: :'+.&+ :&=+.=

': '+" '<>.'++; +>>:.;+< ;<>.<>> :=.=:<' =+&.==; ::+.;+= :>"".> :<+.>

'; ':" &"=.:="'< +=:>.:&; :>.";& =+>.>> '':<.'+: :="&.&>' ;"=&.;< ;+":

'> ';" &++."+:;; :&&<.;' =">.;=+: ''&+.+=' '+>:.>:= ;+>.:+ ;:=.>': ;>:<.&

' '>" &;.'++< :;'".="+ '">>.<+: '+'".:= ';<".++: ;>:.++ ;<+.;== ;<=>.+

Aeterminarea puterilor de învin3ere a rezistenţelor la înaintare a autovehiculului%α pmax H 30%)

e reprezintă 3rafic variaţia puterilor de învin3ere a rezistenţelor pe care le înt/mpinăautovehiculul*

Kbservatii*Ln ceea ce priveşte puterile, se poate observa din fi3ura +.>. că puterea necesară învin3eriirezistenţei la pantă creşte liniar cu viteza şi că la viteza maximă are aproximativ aceeaşi



pondere din puterea totală cu puterea necesară învin3erii rezistenţei aerului. 2a viteze maimici, în concordanţă cu rezistenţa la pantă, puterea necesară învin3erii acesteia vareprezenta cea mai mare parte din puterea totală.

2.2. Trasarea caracteristicii dinamice

Caracteristica dinamică este reprezentarea 3rafică a variaţei factorului dinamic înfuncţie de viteza automobilului, în fiecare treaptă de viteză, la sarcină totală a motorului.

$actorul dinamic este definit de relaţia*

a

at

M

C $A

−= %&.+(

Prin prelucrarea acestei relaţii factorul dinamic se mai poate exprima astfel*

dt

dv

3A ⋅

δ+Ψ= %&.:(

în care* Ψ - rezistenţa specifică a drumului?dău3/nd 3raficului şi variaţia rezistenţei specifice a drumului în funcţie de viteză,

pentru pantă nulă, se poate verifica din nou viteza maximăB evident, se obţine o valoare deaproximativ '>& m9h, ca şi în cazul anterior.

Cu a4utorul caracteristicii dinamice se poate determina de asemenea panta maximăcare poate fi urcată de automobil într-o treaptă* se înlocuieşte rezistenţa specifică adrumului %relaţia %&.;(( şi se elimină al doilea termen în relaţia %&.:( @ la urcarea panteimaxime acceleraţia este nulăB pentru calculul pantei maxime se consideră, bineînţeles,valoarea maximă a factorului dinamic în treapta respectivă.

p p sincos(-%f (-% α+α⋅=Ψ %&.;(ezultă*

max pmax p ,cr max, sincos(-%f A α+α⋅= %&.>(Panta maximă în fiecare treaptă se calculează folosind relaţia %&.>(.ezultă*

N;; p<,&<sincos"'>,":=>," 'max,o

'max, p'max, p'max, p =⇒=α⇒α+α⋅=

N& p',';sincos"'>,"&>," &max,o

&max, p&max, p&max, p =⇒=α⇒α+α⋅=

N,'+ p<,sincos"'>,"';&," +max,o

+max, p+max, p+max, p =⇒=α⇒α+α⋅=

N;,> p,+sincos"'>,""<'," :max,o

:max, p:max, p:max, p =⇒=α⇒α+α⋅=

N,: p,&sincos"'>,"">+," ;max,o

;max, p;max, p;max, p =⇒=α⇒α+α⋅=



$i3ura &.; @ Caracteristica dinamică

Capitolul 2

Documents

Transcript of Capitolul 2