Расчет (приблизительный) времени набора 100 км/ч автомобилем ВАЗ-11113 ОКА  с различными распредвалами.

       Уточненные расчеты по результатам замечаний

Для этого необходимы данные по зависимостям крутящего момента от оборотов для каждого распредвала.

Таких данных в рунете я не нашел , поэтому решил пересчитать имеющиеся данные по интересуемым меня тюнинговым распредвалам 03 ,26 , 49 , для ВАЗ-2110  1,5 л , взятые с сайта компании Картюнинг   , под ОКУ , руководствуясь следующими соображениями :

детали цилиндро-поршневой группы у двигателей ОКИ и ВАЗ-2110 одинаковы , следовательно одинакова (примерно) мощность , развиваемая в цилиндрах ( если не ошибаюсь она называется индикаторная мощность) . Индикаторная мощность ОКИ  , следовательно , ровно в два раза меньше , чем у 2110. Эта мощность частично снимается с выхода двигателя (большая часть), а меньшая часть идет на привод насоса охлаждающей жидкости , привод ГРМ, привод маслонасоса( насосные потери). Так как эти узлы на двигателях одинаковы , можно приблизительно считать , что насосные потери в двигателях ОКИ и ВАЗ-2110 одинаковы.(потери на балансирные валы для простоты не учитываем) Т.о. для оборотов максимальной мощности (и ОКА и 2110 развивают макс. мощность при 5600 об/мин) , на которых мощность двиг-ля ОКИ общеизвестна - 23,5 кВт , а мощность 2110 составляет 54,4 кВт , имеем равенство :

(54,4 кВт + насосные потери)/2 = 23,5 кВт + насосные потери ,

решая это уравнение , получаем насосные потери при оборотах 5600 равны 7,6 кВт.

Аналогично проводим расчеты для крутящего момента 105 и 50 Нм соответственно , получаем насосные потери 5 Нм при 5600 об/мин.

Считая , что  крутящий момент для привода насосов зависит линейно от оборотов (приблизительно) , а потребная мощность для привода насосов пропорциональна квадрату оборотов , получаем такие цифры для насосных потерь :

обороты двигателя , об/мин                

******************************************************************************************************

   Пересчет ведем по формуле:   мощность ОКИ = ( мощность 2110 + насосные потери )/2 - насосные потери

 Аналогично для крутящего момента.

Расчеты сведены в таблицу (см. далее).    Получаем такие зависимости :

 Далее , для расчета времени разгона до 100 км/ч , определяем силы , действующие на авто в процессе разгона :

1. Сила трения качения шин по асфальту - принимаем её постоянной и равной весу авто , помноженному на коэффициент трения качения (для сухого асфальта 0,014) :        980 кг * 9,81 * 0,014 =  135 Н

2. Сила аэродинамического сопротивления (сопротивления воздуха Fa) -  Fa=Cx*R*V*V*S/2 , Н ,

     , где Cx - коэффициент аэродинамического сопротивления , для ОКИ равный 0,38

(источник http://mkmagazin.almanacwhf.ru/venicle/vaz_1111_oka.ht.

или 0,4 (источник -http://www.zr.ru) ,  я беру для расчетов среднее значение - 0,39

       R=1,2 кг/кубометр - плотность воздуха на высоте 200 м над уровнем моря

       V - скорость авто , метров в секунду

       S= 1,6 квадратных метра - площадь поперечного сечения (фронтальной проекции )авто , вот рисунок в соответствующем масштабе:

3. Сила тяги от ведущих колес автомобиля Ft=Mдвигателя*Nкпп*Nгп*КПДтрансмиссии/Rшины , Н ,

    где Мдвигателя - крутящий момент двигателя , Нм

         Nкпп- передаточное отношение соответствующей ступени КПП (3,7   2,06    1,27     0,9)

         Nгп - передаточное отношение главной передачи (4,0714)

         Rшины - радиус качения шины (статический по данным ВАЗ -237 мм , для вращающегося колеса я взял на миллиметр больше 0,238 м)

        КПДтрансмиссии=0,85  - как известно , произведение КПД всех передач и муфт тансмиссии , а именно:

                    пары подшипников первичного вала(0,99), зубчатой передачи первичный вал - вторичный вал(0,98), пары подшипников вторичного вала (0,99) , зубчатой передачи вторичный вал - дифференциал(0,98) , пары подшипников дифференциала(0,99) , четырех ШРУСов( по 0,98) , пары ступичных подшипников(0,99) , итого примерно 0,85

Для каждого распредвала были подсчитаны силы тяги ведущих колес на разных передачах и для различных оборотов двигателя и по этим данным построены графики зависимостей силы тяги от оборотов( см. графики далее на след. странице).

Моменты инерции вращающихся деталей трансмиссии для простоты не учитываем , ИМНО они относительно невелики.

 Равнодействующая всех сил - сила тяги минус сопротивление воздуха минус сопротивление качения шин.

Время t набора определенной скорости( диапазона скорости dV)  определяется делением скорости на ускорение ( a) : t=dV/a ,

а ускорение a является отношением силы, действующей на авто к его массе. Полная масса ОКИ как известно равна m=980 кг.,

таким образом время t=dV*m/Fсумм , где Fсумм - равнодействующая всех сил , действующих на авто.

  Расчет времени разгона ведем отдельно по каждому диапазону скоростей :  0-5 км/ч , 5-10 км/ч , 10-15 км/ч ,  и так далее до 100 км/ч.

Для каждого диапазона скоростей берем среднюю скорость (для 0-5 км/ч это будет 2,5 км/ч , для 5-10 это будет 7,5 км/ч и т.д.) , переводим для удобства расчетов в метры в секунду , вычисляем для этой средней скорости силы сопротивления воздуха , обороты двигателя на каждой передаче. Далее для каждой передачи по известным оборотам берем с графиков зависимостей силы тяги от оборотов значение силы тяги и отдельно для каждой передачи вычисляем суммарную равнодействующую силу , действующую на авто и , зная теперь силу и массу, вычисляем  время набора данной разницы скоростей (5 км/ч или 1,38888 м/с ) на разных передачах .

Для первого диапазона 0-5 км/ч считаем , что двигатель работает при трогании с места на оборотах , близких к оборотам максимального крутящего момента , и путем пробуксовки сцепления на колеса передается крутящий момент , равный моменту двигателя на оборотах , на которых   скорость авто 5 км/ч на первой передаче , т.е. , другими словами , считаем что пробуксовка сцепления происходит только в течении набора автомобилем скорости 5 км/ч .

Далее суммируем минимальные значения набора времени каждого диапазона скоростей - в начале разгона минимальное время разгона на 1 передаче , затем на второй , и под конец набора 100 км/ч - на третьей. Четвертую передачу , как следует из расчетов , использовать невыгодно. Эта сумма и будет искомым временем разгона от 0 до 100 км/ч.

   Для тех кому неинтересны сами расчеты , привожу результат:

 - при установке распредвала 03 (моментного) взамен штатного время набора 100 км/ч увеличивается на 0,6 сек

- при установке  распредвала 26 (увеличивающего момент равномерно во всем диапазоне) время набора уменьшается на 2,9 сек

- при установке распредвала 49 (увеличивающего момент преимущественно на высоких оборотах) время уменьшается на 2,4 сек. 

           Так что мой выбор - распредвал 26 . Заказал в Картюнинг'е , обещали через месяц. Ждем-с.                 

                файл с расчетными данными в формате Excel (107 кБ)          страница с расчетными данными в формате mht (462 кБ)(старые расчеты)

   31 декабря 2005г.   Оказалось , как обычно , что все уже придумано до нас - существует уже готовая программа аналогичного назначения для расчетов скорости , времени разгона и прочего для любого авто - CarTest2000.  Подробнее сюда -  http://autoladamsk.ru/forum/viewtopic.php?t=479&postdays=0&postorder=asc&start=0&sid=e7d5b0404d09bbb8ca33d2769c9e3c07

 Скачал я эту прогу , Jav'у , установил ,прописал ОКУ - получил похожие результаты. Так что рекомендую всем тунингаторам.

Графики , полученные в результате обсчетов ОКИ  можно глянуть  тут

Главная страница              Страница  МОЁ АВТО              Раздел  ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ     Раздел ДВИГАТЕЛЬ