Расчет допустимой скорости автомобиля по диаметру шин и оборотов коленвала двигателя

Устройство ременной передачи, ее характеристики

Ременная передача представляет собой пару шкивов, соединенных бесконечным закольцованным ремнем. Эти приводные колеса, как правило, располагают в одной плоскости, а оси делают параллельными, при этом приводные колеса вращаются в одном направлении. Плоские (или круглые) ремни позволяют изменять направление вращения за счет перекрещивания, а взаимное расположение осей- за счет использования дополнительных пассивных роликов. При этом теряется часть мощности.

Для расчета привода важны следующие основные параметры:

• число оборотов ведущего вала;
• мощность, передаваемую приводом;
• потребное число оборотов ведомого вала;
• профиль ремня, его толщина и длина;
• расчетный, наружный, внутренний диаметр колеса;
• профиль канавки (для клиноременного);
• шаг передачи (для зубчатоременного)
• межосевое расстояние;

Вычисления обычно проводят в несколько этапов.

Угол поворота и период обращения

Рассмотрим точку А на предмете, вращающимся вокруг своей оси. При обращении за какой-то период времени она изменит своё положение на линии окружности на определённый угол. Это угол поворота. Он измеряется в радианах, потому что за единицу берётся отрезок окружности, равный радиусу. Ещё одна величина измерения угла поворота – градус.

Когда в результате поворота точка А вернётся на своё прежнее место, значит, она совершила полный оборот. Если её движение повторится n-раз, то говорят о некотором количестве оборотов. Исходя из этого, можно рассматривать 1/2, 1/4 оборота и так далее. Яркий практический пример этому – путь, который проделывает фреза при фрезеровании детали, закреплённой в центре шпинделя станка.

Внимание! Угол поворота имеет направление. Оно отрицательное, когда вращение происходит по часовой стрелке и положительное при вращении против движения стрелки

Если тело равномерно продвигается по окружности, можно говорить о постоянной угловой скорости при перемещении, ω = const

Если тело равномерно продвигается по окружности, можно говорить о постоянной угловой скорости при перемещении, ω = const.

В этом случае находят применения такие характеристики, как:

• период обращения – T, это время, необходимое для полного оборота точки при круговом движении;
• частота обращения – ν, это полное количество оборотов, которое совершает точка по круговой траектории за единичный временной интервал.

Интересно. По известным данным, Юпитер обращается вокруг Солнца за 12 лет. Когда Земля за это время делает вокруг Солнца почти 12 оборотов. Точное значение периода обращения круглого гиганта – 11,86 земных лет.

Переход от угловой к линейной скорости

Существует различие между линейной скоростью точки и угловой скоростью. При сравнении величин в выражениях, описывающих правила вращения, можно увидеть общее между этими двумя понятиями. Любая точка В, принадлежащая окружности с радиусом R, совершает путь, равный 2*π*R. При этом она делает один оборот. Учитывая, что время, необходимое для этого, есть период Т, модульное значение линейной скорости точки В находится следующим действием:

Так как ω = 2*π*ν, то получается:

Следовательно, линейная скорость точки В тем больше, чем дальше от центра вращения находится точка.

К сведению. Если рассматривать в качестве такой точки города на широте Санкт-Петербурга, их линейная скорость относительно земной оси равна 233 м/с. Для объектов на экваторе – 465 м/с.

Числовое значение вектора ускорения точки В, движущейся равномерно, выражается через R и угловую скорость, таким образом:

а = ν2/ R, подставляя сюда ν = ω* R, получим: а = ν2/ R = ω2* R.

Это значит, чем больше радиус окружности, по которой движется точка В, тем больше значение её ускорения по модулю. Чем дальше расположена точка твердого тела от оси вращения, тем большее ускорение она имеет.

Поэтому можно вычислять ускорения, модули скоростей необходимых точек тел и их положений в любой момент времени.

Понимание и умение пользоваться расчётами и не путаться в определениях помогут на практике вычислениям линейной и угловой скоростей, а также свободно переходить при расчётах от одной величины к другой.

Максимальная скорость автомобиля по диаметру колеса и оборотам двигателя

Да, такие ситуации случаются довольно часто. Едешь себе положенных 90 км/час, а на дороге ни одной машины: ни попутной, ни встречной. Кажется, сейчас бы плюнуть бы сейчас на вон тот знак с ограничением максимальной скорости, вдавить педаль газа в пол и прокатиться с ветерком. Да как-то боязно за сохранность своих прав, ведь не факт, что за следующим поворотом в тебя не будет своим радаром «стрелять» сотрудник ДПС. А как Вы смотрите на то, чтобы установить в своём автомобиле детектор радара или антирадар?

Вполне удобная, относительно недорогая и эффективная вещь. Принцип работы детектора заключается в том, что он улавливает сигнал, посланный радаром, и заблаговременно предупреждает водителя, что стоит сбросить скорость, дабы не иметь проблем с сотрудниками ДПС. Если погода солнечная, а рельеф местности достаточно ровный, детектор работает вполне эффективно и ловит сигнал радара на расстояние до 5-ти километров. За это время можно спокойно сбросить скорость.

Но у детекторов радара есть свои недостатки. И главный недостаток заключается в том, что его использование запрещено. Если работник ДПС найдёт его, он имеет полное право его изъять, да ещё выписать штраф. Ещё одним недостатком такого способа узнать о присутствии контроля скорости на дороге является то, что детектор радара реагирует на не на «выстрел» в ваш автомобиль, а на впереди идущий. Так что если едите в одиночестве, лучшим вариантом будет соблюдение скоростного режима.

Принцип работы антирадара достаточно прост и при этом эффективен. Он создаёт помеху радару ДПС. Итог – скорость на радаре ДПСника либо вообще не показывается, либо он видит ту скорость, на которую запрограммированно ваше устройство.

К недостаткам таких устройств можно отнести достаточно высокую стоимость, ну и конечно же незаконность установки. Антирадары, также как и детекторы радара, запрещены и в случае обнаружения сотрудником ДПС такого устройства в Вашем автомобиле, Вы рискуете его лишиться и получить штраф.

Перед тем как устанавливать в автомобиле какие–либо аппараты, корректирующие или блокирующие работу радаров, задумайтесь об их целесообразности. А может не стоит рисковать и лучше уж ехать законные 90 км/ч?

Источник

Основы динамики автомобиля

Скоростная характеристика двигателя

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

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:

P_т = M_т/r,          (1)

где P_т – сила тяги, Н;M_т – 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 i_тр трансмиссии и ее КПД – η_тр:

М_т = М_кi_трη_тр.          (2)

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

P_т = 3600N_еη_тр/v_i.          (3)

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

v_i = 0,377nr/i_трi.          (4)

Таким образом, частота вращения n коленчатого вала является определяющим параметром для показателей эффективной мощности N_е, крутящего момента M_ки силы тяги на ведущих колесах P_т.

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 n_min до n_max.

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 N_е, 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 n_min до n_max 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 P_т.

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.

***

Устройство ременной передачи, ее характеристики

Ременная передача представляет собой пару шкивов, соединенных бесконечным закольцованным ремнем. Эти приводные колеса, как правило, располагают в одной плоскости, а оси делают параллельными, при этом приводные колеса вращаются в одном направлении. Плоские (или круглые) ремни позволяют изменять направление вращения за счет перекрещивания, а взаимное расположение осей- за счет использования дополнительных пассивных роликов. При этом теряется часть мощности.

Для расчета привода важны следующие основные параметры:

• число оборотов ведущего вала;
• мощность, передаваемую приводом;
• потребное число оборотов ведомого вала;
• профиль ремня, его толщина и длина;
• расчетный, наружный, внутренний диаметр колеса;
• профиль канавки (для клиноременного);
• шаг передачи (для зубчатоременного)
• межосевое расстояние;

Вычисления обычно проводят в несколько этапов.

Расчет по производительности форсунок

Форсунки — это детали-распылители, которые обеспечивают подачу топлива в цилиндры ДВС. Характер работы форсунок напрямую влияет на формат функционирования двигателя, поэтому подсчитать мощность движка можно по производительности форсунок.

Для подсчетов используется следующая сложная формула:

• ПФ — это производительность 1 форсунки. Этот параметр обычно указывается в технической документации к двигателю (хотя в случае нового авто эти сведения можно узнать из бортового компьютера).
• КФ — это количество форсунок. Этот параметр можно также узнать из технической документации либо с помощью бортового компьютера.
• КЗ — коэффициент загруженности форсунок. Для большинства легковых автомобилей этот параметр равен 0,75-0,8.
• ТТ — тип топливной смеси. Для бензина высокой очистки этот коэффициент обычно равен 12-13.
• ТД — это тип двигателя. Для атмосферного движка этот параметр равен 0,4-0,5, для турбодвижка — 0,6-0,7.

Эта методика расчета является достаточно неточной, поскольку формула содержит множество поправочных коэффициентов, многие из которых не имеют точного цифрового выражения. Поэтому реальная мощность может отличаться от формульной на 10-15% (впрочем, это небольшая погрешность).

Типы шкивов для клиновых ремней

В зависимости от конструкции различают шкивы типов 1…6 (рис. 1…6) и типов 7…9 (рис. 7…9).

Шкив типа 1 — монолитный с односторонней выступающей ступицей.

Шкив типа 2 — монолитный с односторонней выточкой.

Шкив типа 3 — монолитный с односторонней выточкой и выступающей ступицей.

Шкив типа 4 — с диском и ступицей, выступающей с одного торца обода.

Шкив типа 5 — с диском и ступицей, укороченной с одного торца обода.

Шкив типа 6 — с диском и ступицей, выступающей с одного и укороченной с другого торца обода.

Шкив типа 7 — со спицами и ступицей, выступающей с одного торца обода.

Шкив типа 8 — со спицами и ступицей, укороченной с одного торца обода.

Шкив типа 9 — со спицами и ступицей, выступающей с одного и укороченной с другого торца обода.

Чем вредна высокая частота вращения коленвала?

Манера езды «тапку в пол» подразумевает постоянное раскручивание коленчатого вала до 5–8 тыс. оборотов за минуту и позднее переключение скоростей, когда от шума двигателя буквально звенит в ушах. Чем чреват данный стиль вождения, кроме создания аварийных ситуаций на дороге:

• все узлы и агрегаты автомобиля, а не только мотор, испытывают максимальные нагрузки в течение срока эксплуатации, что снижает общий ресурс на 15–20%;
• из-за интенсивного нагрева двигателя малейший сбой охлаждающей системы ведет к капитальному ремонту вследствие перегрева;
• трубы выхлопного тракта прогорают значительно быстрее, а вместе с ними – дорогостоящий катализатор;
• ускоренно изнашиваются элементы трансмиссии;
• поскольку частота вращения коленвала превышает нормальные обороты чуть ли не вдвое, расход горючего тоже увеличивается в 2 раза.

Эксплуатация автомобиля «на разрыв» имеет дополнительный негативный эффект, связанный с качеством дорожного покрытия. Движение на большой скорости по неровным дорогам буквально убивает элементы подвески, причем в кратчайшие сроки. Достаточно влететь колесом в глубокую выбоину – и передняя стойка согнется либо треснет.

Общее техническое состояние автомобиля, в том числе его двигателя, системы охдаждения, трансмиссии и многое другое, всегда можно проверить с помощью персонального ODB-II автосканера. Одним из лучших представителей данного рода устройств является сканер корейской сборки Scan Tool Pro Black Edition.

Помимо точной диагностики всех узлов и агрегатов автомобиля, автосканер способен в режиме реального времени отображать обороты, давление масла, показания со всех датчиков и т.д. Сканер совместим с большинством автомобилей имеющих ODB-II разъём и довольно прост в эксплуатации. Информацию о состоянии вашего авто всегда можно вывести на любое устройство под управлением iOS, android или windows.

Определение мощности по току

Если у вас “в поле” нет под рукой вышеуказанных таблиц, зато имеются токоизмерительные клещи, рассчитать мощность электродвигателя можно по результатам замеров при его работе под напряжением.

Для этого отключаете рубильник питания агрегата и вскрываете брно. Провода в нем уложены как правило очень плотно, чтобы подлезть к ним клещами, придется их временно распрямить и развести между собой.

С самих клемм ничего откидывать не нужно. После этого включаете эл.двигатель под напряжение и даете ему несколько минут поработать под нагрузкой (не на холостом ходу!)

Токоизмерительными клещами обхватываете одну из фаз и записываете данные замера.

Помимо тока нужно знать еще и фактическое напряжение. Измерение делаете между фаз приходящего кабеля питания.

Далее, чтобы вычислить мощность, воспользуйтесь известной формулой:

Подставив в нее данные (U в киловольтах!, а ток в амперах) вы узнаете полную мощность движка в кВа. При этом следует учесть, что мощность эл.двигателя не зависит от схемы соединения обмоток статора, будь то треугольник или звезда.

Просто вы получите другие данные по току и напряжению, значение же самой мощности останется прежним.

Дабы узнать мощность электродвигателя в кВт, т.е. на валу, достаточно умножить полученное значение на cosϕ (коэфф. мощности=0,75-0,85) и на КПД (0,75-0,95).

Если у вас нет точных данных этих величин (что чаще всего и наблюдается), подставьте усредненные параметры:

cosϕ=0,8

ⴄ=0,85

Полученный результат округляете до целого и узнаете искомую мощность.

https://youtube.com/watch?v=vGJJl3SL4DQ%3F

Источники – //cable.ru, Кабель.РФ

Расчет по лошадиным силам

Если Вам известно количество лошадиных сил Вашего движка, то можно легко узнать и вычислить мощность двигателя. Для подсчета используется простая формула:

Расшифровывается она так:

• М(ЛС) — мощность двигателя внутреннего сгорания, выраженная в лошадиных силах.
• 0,735 — это поправочный коэффициент, на который необходимо умножить количество Ваших «лошадок».

Чему равна лошадиная сила в машине

1 лошадиная сила — это 0,7355 Ватт. Подобная единица измерения была изобретена Джеймсом Ваттом в 1789 году для подсчета мощности паровых двигателей. Такое необычное название имеет интересную историю: чтобы доказать выгоду применения своей паровой машины, Джеймс Уатт провел эксперимент, в котором паровая машина «соревновалась» с лошадью в поднимании тяжестей на большую высоту.

Эксперимент показал, что паровой движок «сильнее» лошади в 4 раза, а название «лошадиная сила» вошло в инженерное дело в качестве единицы измерения.

Мне нравится7Не нравится1

Читайте далее:

Калькулятор расчета объёма двигателя

Калькулятор перевода силы тока в мощность

Калькулятор расчета производительности форсунок

Расчет мощности электричества при ремонте и проектировании

Калькулятор расчета времени разряда АКБ

Калькулятор расчета тока утечки в автомобиле и времени разряда АКБ

Расчет внешней характеристики двигателя

Расчет начинается с определения
мощности Nev, необходимой для обеспечения движения с
заданной максимальной скоростью Vmax.

При установившемся движении
автомобиля мощность двигателя в зависимости от дорожных условий может быть
выражена следующей формулой (кВт):

N_ev=V_max* (Ga*ψ_v+K_в*F*V²_max)
/ (1000*η_т*K_p),
(10)

где ψ_v
– коэффициент суммарного дорожного сопротивления для легковых автомобилей
определяется по формуле:

ψ_v=0,01+5*10-6*V²_max (11)

ψ_v=0,01+5*10-6*1764=0,018

K_в
– коэффициент обтекаемости, К_в=0,3 Н*с²*м-4

F – лобовая
площадь автомобиля, м²

η_т
– КПД трансмиссии=0,95

К_р – коэффициент
коррекции=0,8

При рекомендуемых температурах
масла в агрегатах механической трансмиссии ηт
=0,8…0,95. Коэффициент коррекции в данном случае рекомендуется применять Kp=0,6…0,8.

Лобовую площадь для легкового
автомобиля находим из формулы:

Fa=0,8*В*Н_г
(12)

где В – габаритная ширина В=1650
мм

Н_г – габаритная
высота Н_г= 1402 мм

Fa=0,8*1,65*1,4=1,848
м²

N_ev=42*
(14000*0,018+0,3*1,848*42²) / (1000*0,95*0,8) =68,6 кВт

Прогноз максимальной скорости движения авто на передаче:

1 я передача:	23.68	км/ч	24.43	км/ч
2 я передача:	36.34	км/ч	41.52	км/ч
3 я передача:	52.47	км/ч	58.01	км/ч
4 я передача:	69.1	км/ч	73.3	км/ч
5 я передача:	90.21	км/ч	93.04	км/ч
6 я передача:	нет	км/ч	нет	км/ч

* Для сликов маркированных в дюймах вводите только R колеса (вводить ширину и профиль не надо).

По умолчанию в калькуляторе расчета передаточных чисел КПП указаны характеристики коробок S4C (КПП #1) и S9B (КПП #2). Выбрал эти коробки не случайно, т.к. первая устанавливалась на Civic EK9, а вторая считается самой длинной МКПП для Б-моторов.

Размеры шин, количество оборотов двигателя, передаточные числа КПП и главную пару Вы можете подставлять на свое усмотрение. Калькулятором представляет собой универсальное средство, поэтому не стоит зацикливаться, что он работает только на КПП предназначенных для Хонды. Коробку ВАЗ’ика он тоже рассчитает без проблем

Внимание ! Калькулятор КПП и максимальной скорости движения автомобиля предоставлен исключительно в ознакомительных целях и не гарантирует 100% достоверных данных!

На форуме есть несколько тем, посвященных Honda коробкам, из которых Вы можете узнать передаточные числа для калькулятора. Информация еще не полная, но со временем, усилиями сообщества обновим топики и сделаем полную подборку характеристик:

– КПП и передаточные числа для моторов B серии; – КПП и передаточные числа для моторов K серии; – КПП и передаточные числа для моторов H серии; – КПП и передаточные числа для моторов F серии. –

В завершении поста, хочу заметить, что при установке на автомобиль дисков большего диаметра или шин отличных от стокового типоразмера, спидометр будет выдавать не совсем корректные данные. Единицы отдают его на калибровку, чтобы снимать точные показания, в 99.999% случаев автовладельцы оставляют все как есть. Чтобы узнать, насколько спидометр «обманывает» Вас, в блоге есть еще один полезный инструмент:

Спасибо за внимание и отдельный респект всем тем, кто поделился ссылкой на пост

P.S. По давней традиции, не забывайте подписываться на обновления проекта и нашего паблика ВКонтакте, рассказывать друзьям о проекте, делиться в сети ссылками на интересные посты, оставлять развернутые комментарии по теме, делать ретвиты, ставить лайки, нажимать на «мне нравится», добавлять посты в гугл плюс и . И конечно же, САМОЕ-САМОЕ ГЛАВНОЕ – приглашаю всех на форум любителей хонда . С момента последнего поста много чего изменилось и форум тоже. Жду всех на форуме

Как рассчитать обороты?

Как рассчитать обороты двигателя. Чтобы рассчитать число оборотов асинхронного двигателя переменного тока, нужно умножить частоту в герцах (Гц) на 60 – количество секунд в минуте – на два для отрицательного и положительного импульсов в цикле. Затем вы разделите на количество полюсов, которые имеет двигатель: (Гц x 60 x 2) / количество полюсов = частота вращения холостого хода.

тогда как быстро 1 об/мин? 60 секунд. RPM означает число оборотов в минуту. если у вас есть один RPM, то полный оборот занимает 60 секунд.

Какая скорость 2000 об/мин? 2000 (об/мин) x 314 футов. (окружность) = 628,000 XNUMX футов в минуту или 118.93 миль в минуту.

Ускорение, момент и связь их с массой

Помимо приведённых выше величин, с вращением связано ещё несколько моментов. Учитывая же, сколько в автомобиле крутящихся деталей разного веса, их практическое значение нельзя не учесть.

Равномерное вращение – это важная вещь. Вот только нет ни одной детали, которая бы всё время крутилась равномерно. Число оборотов любого крутящегося узла, от коленвала до колеса, всегда в конечном итоге растёт, а затем падает. И та величина, которая показывает, насколько выросли обороты, называется угловым ускорением. Поскольку она производная от угловой скорости, измеряется она в радианах на секунду в квадрате (как линейное ускорение – в метрах на секунду в квадрате).

С движением и её изменением во времени связан и другой аспект – момент импульса. Если до этого момента мы могли рассматривать только чисто математические особенности движения, то здесь уже нужно учитывать то, что каждая деталь имеет массу, которая распределена вокруг оси. Он определяется соотношением начального положения точки с учётом направления движения – и импульса, то есть произведения массы на скорость. Зная момент импульса, возникающий при вращении, можно определить, какая нагрузка будет приходиться на каждую деталь при её взаимодействии с другой

Займемся математикой

Если производитель авто указывает в качестве штатной 14-дюймовую “резину”, а вы поставили на машину 16-дюймовую, это означает, что показания спидометра будут отставать от реальной величины на 3,5-4%. Может, чуть больше или чуть меньше (не забывайте, что шины могут иметь разный профиль и общий диаметр колеса может зависеть не только от диаметра диска).

Чтобы произвести расчет самостоятельно, вычислите длину окружности колеса для старого комплекта (диск+резина) и для нового. Длина окружности колеса (L) рассчитывается по формуле: L = 3,14 * D, где D – диаметр колеса. Диаметр колеса, в свою очередь, складывается из диаметра диска (в нашем случае 16 дюймов; один дюйм равен 2,54 см) и удвоенной высоты шины. Получить исходные данные по резине не сложно – по маркировке.

Чтобы посчитать погрешность, надо вычислить разницу между длиной окружности новых колес и длиной окружности старых колес и разделить ее на длину окружности старых колес, помноженную на сто.

Предположим, вы получили число 3,5. Это значит, что спидометр на вашем авто врет, как минимум, на 3,5% (а, возможно, еще больше – с учетом первоначальной погрешности). То есть, если вы едете с “как бы разрешенной” скоростью 79 км/ч (за нее не штрафуют), на самом деле вы двигаетесь со скоростью 81,76 км/ч. Та же “фигня” и с пробегом. На спидометре он равен 1000 км, а на самом деле – 1035 км.

Хотите, посчитайте сами. Если “в лом” воспользуйтесь одним из онлайн-калькуляторов. В Интернете таких много.

Ставьте лайк, подписывайтесь на канал! Удачи на дорогах!

Угловая скорость

Когда тело движется по окружности, то не все его точки движутся с одинаковой скоростью относительно оси вращения. Если взять лопасти обычного бытового вентилятора, которые вращаются вокруг вала, то точка расположенная ближе к валу имеет скорость вращения больше, чем отмеченная точка на краю лопасти. Это значит, у них разная линейная скорость вращения. В то же время угловая скорость у всех точек одинаковая.

Угловая скорость представляет собой изменение угла в единицу времени, а не расстояния. Обозначается буквой греческого алфавита – ω и имеет единицу измерения радиан в секунду (рад/с). Иными словами, угловая скорость – это вектор, привязанный к оси обращения предмета.

Формула для вычисления отношения между углом поворота и временным интервалом выглядит так:

ω = ∆ϕ/∆t,

где:

• ω – угловая скорость (рад./с);
• ∆ϕ – изменение угла отклонения при повороте (рад.);
• ∆t – время, затраченное на отклонение (с).

Обозначение угловой скорости употребляется при изучении законов вращения. Оно употребляется при описании движения всех вращающихся тел.

Формула угловой скорости

Угловая скорость в конкретных случаях

На практике редко работают с величинами угловой скорости. Она нужна при конструкторских разработках вращающихся механизмов: редукторов, коробок передач и прочего.

Вычислить её, применяя формулу, можно. Для этого используют связь угловой скорости и частоты вращения.

ω = 2*π / Т = 2*π*ν,

где:

• π – число, равное 3,14;
• ν – частота вращения, (об./мин.).

В качестве примера могут быть рассмотрены угловая скорость и частота вращения колёсного диска при движении мотоблока. Часто необходимо уменьшить или увеличить скорость механизма. Для этого применяют устройство в виде редуктора, при помощи которого понижают скорость вращения колёс. При максимальной скорости движения 10 км/ч колесо делает около 60 об./мин. После перевода минут в секунды это значение равно 1 об./с. После подстановки данных в формулу получится результат:

ω = 2*π*ν = 2*3,14*1 = 6,28 рад./с.

К сведению. Снижение угловой скорости часто требуется для того, чтобы увеличить крутящий момент или тяговое усилие механизмов.

Шестерёнчатый уменьшитель хода для мотокультиватора

Как определить угловую скорость

Принцип определения угловой скорости зависит от того, как происходит движение по окружности. Если равномерно, то употребляется формула:

ω = 2*π*ν.

Если нет, то придётся высчитывать значения мгновенной или средней угловой скорости.

Величина, о которой идёт разговор, векторная, и при определении её направления используют правило Максвелла. В просторечии – правило буравчика. Вектор скорости имеет одинаковое направление с поступательным перемещением винта, имеющего правую резьбу.

Правило Максвелла для угловой скорости

Рассмотрим на примере, как определить угловую скорость, зная, что угол поворота диска радиусом 0,5 м меняется по закону ϕ = 6*t:

ω = ϕ / t = 6 * t / t = 6 с-1

Вектор ω меняется из-за поворота в пространстве оси вращения и при изменении значения модуля угловой скорости.

Номинальная скорость вращения

Прежде, чем дать определение этому понятию, необходимо определиться, что такое номинальный режим работы какого-либо устройства. Это такой порядок работы устройства, при котором достигаются наибольшая эффективность и надёжность процесса на продолжении длительного времени. Исходя из этого, номинальная скорость вращения – количество оборотов в минуту при работе в номинальном режиме. Время, необходимое для одного оборота, составляет 1/v секунд. Оно называется периодом вращения T. Значит, связь между периодом обращения и частотой имеет вид:

Т = 1/v.

К сведению. Частота вращения вала асинхронного двигателя – 3000 об./мин., это номинальная скорость вращения выходного хвостовика вала при номинальном режиме работы электродвигателя.

Как найти или узнать частоты вращений различных механизмов? Для этого применяется прибор, который называется тахометр.

Прибор для измерения частоты вращения – тахометр Testo 477

Построение экономической характеристики автомобиля

Текущее значение использования
мощности в% определяется по формуле:

И=100 [ (N_д+N_в) /N_e*η_т*К_p] (36)

Рассчитаем текущее значение
использования мощности на четвёртой передачи:

И₅₀₀= 100 [ (1,25+0,066)
/8,9*0,95*0,8] =20,54%

Аналогично проводим расчёт для
следующих значений оборотов коленвала двигателя и для различных коэффициентов y=0,015; y=0,025,
и результаты расчётов сводим в таблицу 10.

Таблица 10. Топливная
экономичность автомобиля. (IV передача)

Параметры	Скоростной режим работы двигателя, n мин-1
500	1500	2500	3500	4500	5500
Va, м/с	4,7	14	23,4	32,7	42	51,4
NB, кВт	0,066	1,75	8,17	22,3	47,2	86,5
Nе, кВт	8,9	29,72	50,82	67,8	76,2	71,69
NД, кВт	y=0,015	1,25	3,72	6,21	8,7	11,15	13,65
y=0,02	1,66	4,95	8,3	11,6	14,87	18,2
y=0,025	2,08	6,2	10,3	14,5	18,6	22,75
И,%	y=0,015	20,54	25,56	39,3	63,5	106,35	194
y=0,02	26,9	31,3	45,01	69,4	113,3	202,8
y=0,025	33,5	37,15	50,5	75,4	119,9	211,65
КИ	y=0,015	1,24	1,15	0,963	0,804	1,074	4,85
y=0,02	1,31	1,065	0,905	0,8	1,185	4,26
y=0,025	1,03	0,988	0,86	0,808	1,307	4,734
n/nN	0,106	0,32	0,53	0,745	0,96	1,17
Kr	1,15	1,05	0,98	0,96	1,03	1,25
QS, л/100 км.	y=0,015	1,53	1,89	2,4	2,935	5,63	35,64
y=0,02	1,83	2,14	2,6	3,2	6,6	32,73
y=0,025	2,07	2,36	2,75	3,5	7,73	38

Для каждого значения оборотов
коленчатого вала находим коэффициент корректировки расхода топлива К_r по графику К_r=f (n_T/n_N).
Его значения сводим в таблицу 10.

Принимается согласно .
Его значения сводим в таблицу 10.

Определим коэффициент
использования мощности двигателя по формуле:

,
(37)

где А, В, С – коэффициенты А=1,7;
В=2,63; С=1,92.

Определим коэффициент
использования мощности двигателя на четвёртой передачи:

К_И500=1,7-2,63*0, 2054+1,92*0,
20542=1,24;

К_И1500=1,7-2,63*25,56+1,92*25,562=1,15.

Аналогично проводим расчёт для
следующих значений оборотов коленвала двигателя и для различных коэффициентов y=0,015; y=0,025,
и результаты расчётов сводим в таблицу 10.

Определим расход топлива на 100
км по формуле (л/100 км):

,
(38)

где q_N – удельный расход топлива (г/кВт*ч); r_Т – плотность топлива r_Т=750
г/л. Удельный расход топлива определяется из формулы:

.
(39)

где q_emin=250
г/кВт*ч.

q_N=1,1*250=275
г/кВт*ч.

Аналогично находим значения Q_S для всех значений частоты вращения и для
различных коэффициентов y=0,015; y=0,025 и результаты заносим в таблицу 10, по
которой строим график экономической характеристики автомобиля – рисунок 10, а
также определяем средний расход топлива на прямой передаче в л/100 км.

При n_T=500
мин-1 и n_T=1500 мин-1:

Q_S500=275*1,12*1,24*
(1,25+0,066) / (36*16,92*0,75*0,9*0,8) =1,53 л/100 км.

Q_S1500=275*1,07*1,15*
(3,72+1,75) / (36*50,4*0,75*0,9*0,8) =1,89 л/100 км.

Тип редуктора

Наличие кинематической схемы привода упростит выбор типа редуктора. Конструктивно редукторы подразделяются на следующие виды:

Червячный одноступенчатый со скрещенным расположением входного/выходного вала (угол 90 градусов).

Червячный двухступенчатый с перпендикулярным или параллельным расположением осей входного/выходного вала. Соответственно, оси могут располагаться в разных горизонтальных и вертикальных плоскостях.

Цилиндрический горизонтальный с параллельным расположением входного/выходного валов. Оси находятся в одной горизонтальной плоскости.

Цилиндрический соосный под любым углом. Оси валов располагаются в одной плоскости.

В коническо-цилиндрическом редукторе оси входного/выходного валов пересекаются под углом 90 градусов.

ВАЖНО! Расположение выходного вала в пространстве имеет определяющее значение для ряда промышленных применений

• Конструкция червячных редукторов позволяет использовать их при любом положении выходного вала.
• Применение цилиндрических и конических моделей чаще возможно в горизонтальной плоскости. При одинаковых с червячными редукторами массо-габаритных характеристиках эксплуатация цилиндрических агрегатов экономически целесообразней за счет увеличения передаваемой нагрузки в 1,5-2 раза и высокого КПД.

Таблица 1. Классификация редукторов по числу ступеней и типу передачи

Тип редуктора	Число ступеней	Тип передачи	Расположение осей
Цилиндрический	1	Одна или несколько цилиндрических	Параллельное
2	Параллельное/соосное
3
4	Параллельное
Конический	1	Коническая	Пересекающееся
Коническо-цилиндрический	2	Коническая Цилиндрическая (одна или несколько)	Пересекающееся/скрещивающееся
3
4
Червячный	1	Червячная (одна или две)	Скрещивающееся
1	Параллельное
Цилиндрическо-червячный или червячно-цилиндрический	2	Цилиндрическая (одна или две) Червячная (одна)	Скрещивающееся
3
Планетарный	1	Два центральных зубчатых колеса и сателлиты (для каждой ступени)	Соосное
2
3
Цилиндрическо-планетарный	2	Цилиндрическая (одна или несколько) Планетарная (одна или несколько)	Параллельное/соосное
3
4
Коническо-планетарный	2	Коническая (одна) Планетарная (одна или несколько)	Пересекающееся
3
4
Червячно-планетарный	2	Червячная (одна) Планетарная (одна или несколько)	Скрещивающееся
3
4
Волновой	1	Волновая (одна)	Соосное

Ускорение, момент и связь их с массой

Помимо приведённых выше величин, с вращением связано ещё несколько моментов. Учитывая же, сколько в автомобиле крутящихся деталей разного веса, их практическое значение нельзя не учесть.

Равномерное вращение – это важная вещь. Вот только нет ни одной детали, которая бы всё время крутилась равномерно. Число оборотов любого крутящегося узла, от коленвала до колеса, всегда в конечном итоге растёт, а затем падает. И та величина, которая показывает, насколько выросли обороты, называется угловым ускорением. Поскольку она производная от угловой скорости, измеряется она в радианах на секунду в квадрате (как линейное ускорение – в метрах на секунду в квадрате).

С движением и её изменением во времени связан и другой аспект – момент импульса. Если до этого момента мы могли рассматривать только чисто математические особенности движения, то здесь уже нужно учитывать то, что каждая деталь имеет массу, которая распределена вокруг оси. Он определяется соотношением начального положения точки с учётом направления движения – и импульса, то есть произведения массы на скорость. Зная момент импульса, возникающий при вращении, можно определить, какая нагрузка будет приходиться на каждую деталь при её взаимодействии с другой