Моделирование скоростных характеристик автомобиля BMW M5
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
?ика двигателя, основанная на регрессионной модели, по которой определяют крутящий момент в зависимости от числа оборотов коленчатого вала.
В описании будут использованы независимые параметры время и путь, и зависимый параметр скорость.
- Преобразование формального описания в математическую модель
Испытания по оценке тягово-скоростных свойств проводятся при номинальной нагрузке и нормальных климатических условиях на дорогах с асфальтобетонным покрытием.
Определение скоростной характеристики разгона автомобиля с места на внешней скоростной характеристике двигателя и выбега с максимальной скорости до полной остановки завершается построением графиков зависимостей .
Внешняя скоростная характеристика двигателя определяется по формулам:
кВт; (1)
Нм.(2)
- вычисляются по формулам:
;(3)
;(4)
; (5)
. (6)
- коэффициент приспособляемости по крутящему моменту и
- коэффициент приспособляемости по мощности вычисляем по формулам:
;(7)
.(8)
где - максимальное значение мощности;
- частота вращения коленчатого вала при максимальной мощности;
- максимальное значение крутящего момента;
- частота вращения коленчатого вала при максимальном крутящем моменте;
- номинальная частота вращения коленчатого вала.
Движение автомобиля рассмотрим под действием сил показанных на рисунке:
Рисунок 1. Движение автомобиля под действием приложенных сил
сила инерции;
сила тяги;
сила лобового сопротивления;
сила тяжести автомобиля;
сила сопротивления качению.
Сила тяги на ведущих колёсах при вращении их без буксования при коэффициенте сцепления :
,Н; (9)
где - радиус колеса , м; (10)
- передаточное число коробки передач;
- передаточное число главной передачи;
- КПД трансмиссии = ;
- посадочный диаметр колеса;
- высота профиля шины;
- крутящий момент.
Сила лобового сопротивления:
, Н; (11)
где - коэффициент обтекаемости;
- скорость автомобиля;
- площадь лобового сопротивления.
, м2; (12)
где коэффициент заполнения площади;
габаритная ширина автомобиля;
габаритная высота автомобиля.
Сила сопротивления качению:
,Н; (13)
где коэффициент сопротивления качению;
полная масса автомобиля;
ускорение свободного падения;
Разность между силой тяги и силы сопротивления воздуха свободная сила тяги, которая может быть использована для преодоления сил трения качения и разгона автомобиля. Отношение свободной силы тяги к весу автомобиля называется динамическим фактором:
, (14)
где - вес автомобиля.
Максимально возможное ускорение автомобиля при движении в заданных дорожных условиях наиболее удобно вычислять, используя динамическую характеристику. Из уравнения тягового баланса имеем:
, м/с2(15)
где - коэффициент учёта вращающихся масс.
, (16)
;
Поскольку этап трогания автомобиля с места зависит от темпа включения сцепления и темпа подачи топлива, т.е. определяется индивидуальными особенностями водителя, то при расчёте принимается, что разгон начинается с минимальной устойчивой скорости на передаче с которой происходит трогание автомобиля. Минимальная устойчивая скорость определяется исходя из минимальной устойчивой частоты вращения коленчатого вала. Разгон осуществляется при полной подаче топлива, т.е. двигатель работает на внешней скоростной характеристике.
Для определения скорости, пути и времени разгона автомобиля проводится численное интегрирование с заданным шагом по времени. При этом считают, что ускорение автомобиля на шаге интегрирования постоянно и по нему определяется приращение скорости и пути:
, м/с;(17)
, м.(18)
Максимальная скорость на данной передаче:
,км/ч.(19)
При переключении передачи, начальная скорость разгона автомобиля на следующей передаче равна конечной скорости на предыдущей за вычетом потери скорости при переключении передачи из-за разрыва потока мощности. Конечная скорость автомобиля на предыдущей передаче равна максимальной скорости при той передаче, которая достигается при номинальной частоте вращения коленчатого вала двигателя.
Выбег автомобиля начинается с максимальной достигнутой скорости на участке 2000 метров. Он заключается в выключении передачи и движении автомобиля по инерции до полной остановки. Характеристикой выбег оценивается сопротивление автомобиля качению.
Ja= (g/)*(D-f)
Заканчивается выбег автомобиля его полной остановкой или достижением минимальной скорости движения < 0,1 км/ч.
Составляется таблица исходных данных и идентификаторов программы. Составляется схема алгоритма решения задачи и составляется программа расчета. В схеме алгоритма программы должны быть отражены три основных ветви алгоритма:
- Разгон на передаче.
- Переключение передачи.
- Выбег.
Допущения и ограничения, принимаемые в модели
Допущения: