Расчет максимальной скорости автомобиля
Калькулятор кпп и главной пары: расчет максимальной скорости движения автомобиля по передаточным числам
Привет друзья! Более года ничего не писал в свой блог, но сегодня что-то пошло не так ... Не туда забрел, не там почитал, и пришло вдохновение, желание двигаться вперед.
Это будет не информационный пост как обычно, а некий мануал, калькулятор, который в зависимости от заданных типоразмеров шин, оборотов мотора и указанных передаточных чисел коробки рассчитает, какая будет скорость движения у автомобиля на передачи.
Конечно, калькулятор скорости автомобиля по передаточным числам и шинам производит расчет в идеальных (лабораторных) условиях. В реальных же условиях на конечную скорость автомобиля влияет очень много факторов, начиная от климатических условий и состояния дорожного полотна, и заканчивая настройкой мотора. Другими словами, калькулятор показывает потенциал коробки передач, до какой максимальной скорости она способна разогнать автомобиль.
Калькулятор расчет максимальной скорости автомобиля и КПП
| КПП #1 | КПП #2 | |
| Диаметр (R) колеса*: | ||
| Ширина колеса: | ||
| Профиль колеса: | ||
| Обороты двигателя: | ||
| Передаточное число главной пары: | ||
| Передаточное число 1й передачи: | ||
| Передаточное число 2й передачи: | ||
| Передаточное число 3й передачи: | ||
| Передаточное число 4й передачи: | ||
| Передаточное число 5й передачи: | ||
| Передаточное число 6й передачи: |
Прогноз максимальной скорости движения авто на передаче:
| 1я передача: | 23. | км/ч | 24.43 | км/ч |
| 2я передача: | 36.34 | км/ч | 41.52 | км/ч |
| 3я передача: | 52.47 | км/ч | 58.01 | км/ч |
| 4я передача: | 69.1 | км/ч | 73.3 | км/ч |
| 5я передача: | 90.21 | км/ч | 93.04 | км/ч |
| 6я 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:
- Калькулятор погрешности спидометра.
Спасибо за внимание и отдельный респект всем тем, кто поделился ссылкой на пост
Продолжение следует ...
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
Понравился пост ? Вот подписка:| Помоги проекту
2.5. Расчёт скорости движения автомобиля
Для всех ступеней коробки передач и дополнительной коробки рассчитываются значения скорости движения автомобиля в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя (по согласованию с руководителем расчёт может производиться только для высшей ступени дополнительной коробки).
Расчёт ведётся по формуле
где v - скорость автомобиля, км/ч;
n - частота вращения коленчатого вала двигателя, об/мин;
rК - радиус качения, м;
и0 - передаточное число главной передачи;
ик - передаточное число рассчитываемой ступени коробки передач;
ид - передаточное число рассчитываемой ступени дополнительной (раздаточной) коробки.
Значения частоты вращения коленчатого вала берутся теми же, что и при построении внешней скоростной характеристики.
Рассчитанные значения vt заносятся в столбец 4 табл. 2.1. Графики зависимости скорости движения автомобиля от частоты вращения коленчатого вала двигателя представляют собой серию лучей, выходящих под разными углами из начала координат рисунок 2.2.
Рис. 2.2 Зависимости скорости движения автомобиля от частоты вращения коленчатого вала по передачам.
Тяговая характеристика представляет собой зависимость силы тяги автомобиля от скорости движения по передачам. Значения силы тяги РТ рассчитываются в отдельных точках по формуле
(2.26)
где МК - крутящий момент двигателя, Нм;
ηТ - КПД трансмиссии.
Результаты расчёта РТ заносятся в столбец 7 табл. 2.1, и по ним строятся графики зависимости РТ =f(V) по передачам.
Тяговый баланс автомобиля описывается уравнением тягового или силового баланса
РТ = Рд + Рв + Ри , (2.27)
где РТ - сила тяги автомобиля, Н;
Рд - суммарная сила сопротивления дороги, Н;
Рв - сила сопротивления воздушной среды, Н;
Ри - сила инерции автомобиля, Н.
Величина Рд определяется по выражению
Рд = Gaψ, (2.
28)
где Ga - полный вес автомобиля, Н; ψ - суммарный коэффициент сопротивления дороги.
Суммарный коэффициент сопротивления дороги является величиной, зависящей от скорости автомобиля. Однако учёт этой зависимости сильно осложняет выполнение тягового расчёта и в то же время не даёт важного для практики уточнения. Поэтому при выполнении тягового расчёта рекомендуется принять значение ψ постоянным, равным тому значению, которое было рассчитано для максимальной скорости движения автомобиля при определении мощности двигателя, необходимой для движения на режиме максимальной скорости, т.е. принять везде ψ=ψv.
При каком-то одном выбранном значении ψ величина Рд остаётся постоянной для всех расчётных точек на всех передачах. Поэтому значение Рд подсчитывается один раз и в таблицу не заносится. На графике тяговой характеристики зависимость PТ=f(v) представляется в виде прямой, параллельной оси абсцисс.
Рис. 2.3 Тяговая характеристика автомобиля.
Сила сопротивления воздушной среды Рв составляет величину
(2.29)
где сх - коэффициент продольной аэродинамической силы;
рв - плотность воздуха, кг/м3 ;
кв - коэффициент обтекаемости, кг/м3;
F - лобовая площадь автомобиля, м ;
vв - скорость воздушного потока относительно автомобиля, км/ч.
При расчёте можно задать ρв=1,225 кг/м . Скорость воздушного потока обычно принимается равной скорости движения автомобиля.
Значения Рв рассчитываются для всех точек и заносятся в столбец 5 табл. 2.1. График зависимости Рв от скорости представляет собой параболу, проходящую через начало координат.
Для удобства дальнейшего анализа этот график смещают вверх на величину, равную Рд (в принятом для сил масштабе). Фактически при таком построении этот график выражает зависимость (Pв+Pd)=f(v).
Сила инерции автомобиля Ри после расчёта Рд и Рв может быть определена как замыкающее слагаемое силового баланса
(2.30)
На графике значение Ри определяется отрезком прямой, проведённой для нужного значения скорости параллельно оси ординат, между точками пересечения этой прямой графиков PТ=f[v) и (Pд+Pв)=f(v). Если заданная скорость может быть обеспечена на нескольких передачах, то каждой из этих передач будет соответствовать своё значение силы инерции. Рассчитанные значения Ри следует занести в столбец 6 табл. 2.1.
Значение РТ заносится в столбец 7 табл. 2.1. Тяговая характеристика автомобиля представлена на рис. 2.3.
Как рассчитать максимальную скорость автомобиля + примеры (Mercedes C-180, Bugatti Veyron)
Как вы определяете максимально возможную скорость вашего автомобиля? Что ж, один довольно простой вариант — просто сесть в машину, поехать по автобану и давить на педаль до тех пор, пока стрелка не перестанет двигаться. Проблема этого варианта в том, что не всегда поблизости есть автобан. Поэтому нам нужно найти другой путь.
К счастью, здесь нам может помочь физика. Вы, наверное, знаете, что всякий раз, когда тело движется с постоянной скоростью, должен существовать баланс сил. Сила, стремящаяся ускорить объект, точно уравновешивается силой, стремящейся его замедлить. Наша первая задача — выяснить, с какими силами мы имеем дело.
Очевидными кандидатами на роль тормозящих сил являются трение о землю и сопротивление воздуха. Однако в нашем случае достаточно посмотреть на последнее, так как на высоких скоростях преобладающим фактором становится сопротивление воздуха. Это значительно облегчает нам задачу. Так как же рассчитать сопротивление воздуха?
Чтобы вычислить сопротивление воздуха, нам нужно знать несколько исходных данных. Одним из них является плотность воздуха D (в кг/м³), которая на уровне моря имеет значение D = 1,25 кг/м³. Нам также нужно знать проектируемую площадь A (в м²) автомобиля, которая является просто произведением ширины на высоту. Конечно, есть еще зависимость от скорости v (в м/с) относительно воздуха. Формула силы сопротивления:
F = 0,5 · c · D · A · v²
, где c (безразмерный) – коэффициент аэродинамического сопротивления. Это единственная величина в этой формуле, которую трудно определить. Вы, вероятно, не знаете этого значения для своего автомобиля, и есть большая вероятность, что вы никогда не узнаете его, даже если попытаетесь. В общем, вы хотите, чтобы это значение было как можно ниже.
На сайте ecomodder.com вы можете найти таблицу коэффициентов аэродинамического сопротивления для многих распространенных современных моделей автомобилей. За исключением прототипов, коэффициент аэродинамического сопротивления в этом списке колеблется от c = 0,25 для Honda Insight до c = 0,58 для Jeep Wrangler TJ Soft Top. Среднее значение с = 0,33. В первом приближении вы можете оценить коэффициент аэродинамического сопротивления вашего автомобиля, поместив его в этот диапазон в зависимости от того, насколько обтекаемым он выглядит по сравнению со средним автомобилем.
Используя уравнение: мощность равна силе, умноженной на скорость, мы можем использовать приведенную выше формулу, чтобы узнать, сколько мощности (в Вт) нам нужно обеспечить, чтобы противостоять сопротивлению воздуха при определенной скорости:
P = F · v = 0,5 · c · D · A · v³
Конечно, мы можем обратить это уравнение. Учитывая, что наша машина способна обеспечить определенное количество мощности P, это максимальная скорость v, которую мы можем достичь:
v = (2 · P / (c · D · A)) 1/3
Из формулы видно, что максимальная скорость растет пропорционально третьему корню из мощности автомобиля, а это означает, что при увеличении мощности в восемь раз максимальная скорость удваивается. Таким образом, даже незначительное увеличение максимальной скорости должно сопровождаться значительным увеличением выходной мощности.
Обратите внимание на то, что мы должны вводить мощность в стандартных физических единицах ватт, а не в часто используемых единицах лошадиных сил. К счастью, преобразование очень простое, просто умножьте мощность на 746, чтобы получить ватты.
Проверим формулу.
—————————
Я езжу на десятилетнем Mercedes C180 Compressor. Согласно домашней странице Mercedes-Benz, его коэффициент аэродинамического сопротивления составляет c = 0,29, а мощность P = 143 л. с. ≈ 106 680 Вт. Его ширина и высота составляют w = 1,77 м и h = 1,45 м соответственно. Какова максимально возможная скорость?
Сначала нам нужна проецируемая область автомобиля:
A = 1,77 м · 1,45 м ≈ 2,57 м ²
Теперь мы можем использовать формулу:
V = (2. · 106 680 / (0,29 · 1,25 · 2,57) ) 1/3
v ≈ 61,2 м/с ≈ 220,3 км/ч ≈ 136,6 миль/ч
2 реалистичный. Вы вполне можете разогнаться до 200 км/ч, но ускорение в этот момент уже заметно ниже. Если у вас когда-нибудь будет возможность посетить Германию, обязательно возьмите напрокат невероятно быстрый спортивный автомобиль (вы можете арендовать Porsche 911 Carrera всего за 200 долларов в день) и найдите хороший участок на автобане с неограниченным скорость. Но помните: если вы не обгоняете, всегда используйте правую полосу. Левые полосы зарезервированы для обгона. Никогда не обгоняйте с правой стороны, там вас никто не ждет. И не забывайте почаще смотреть в зеркало заднего вида. Вы можете думать, что едете быстро, но всегда есть кто-то, кто едет еще быстрее. Пусть проходят. И последнее, но не менее важное: оставайтесь сосредоточенными и следите за дорогой. Пробки могут появиться из ниоткуда, и вы не хотите оказаться в кузове грузовика на таких скоростях.
—————————
Самый быстрый серийный автомобиль в настоящее время — Bugatti Veyron Super Sport. Имеет коэффициент аэродинамического сопротивления c = 0,35, ширину w = 2 м, высоту h = 1,19 м и мощность P = 1200 л.с. = 895 200 Вт. Рассчитаем его максимально возможную скорость:
v = ( 2 · 895 200 / ( 0,35 · 1,25 · 2 · 1,19) ) 1/3
v ≈ 119,8 м/с ≈ 431,3 км/ч ≈ 267,4 миль/ч
Кажется ли это необоснованно высоким? Оно делает. Но на самом деле было зафиксировано, что машина движется со скоростью 431 км/ч, так что мы точно попали в цель. Если вы хотите купить этот автомобиль, убедитесь, что на вашем банковском счету есть 4 000 000 долларов.
—————————
Это отрывок из электронной книги «Больше великих формул».
Проверьте мои ЛУЧШИЕ ИЗ более интересных статей по физике.
Источники:
http://ecomodder.com/wiki/index.php/Vehicle_Coefficient_of_Drag_List
http://www.mercedes-benz.de/content/germany/mpc/mpc_germany_website/de/home_mpc/passengercars/home /_used_cars/technical_data.0006.html
http://www.carfolio.com/specifications/models/car/?car=218999
Нравится:
Нравится Загрузка...
Калькулятор максимальной скорости
Вероятно, во время поиска информации об автомобилях в Интернете вы наткнулись хотя бы на один из так называемых «калькуляторов максимальной скорости», он-лайн маленький программы, которые утверждают, что могут рассчитать максимальную скорость транспортного средства, используя некоторые входные данные, которые вы предоставляете. Давайте посмотрим, насколько они точны и надежны, и попытаемся понять, как они работают
Введение
Большинство веб-калькуляторов максимальной скорости используют двигатель (максимальные обороты), трансмиссия (передаточное число) и данные шины (размеры) для расчета так называемой «теоретической максимальной скорости». Понять, как они это делают, довольно просто, если мы вспомним, как автомобиль передает мощность двигателя земле и преобразует ее в движение.
Максимальные обороты двигателя
Во-первых, это частота вращения двигателей, рассчитанная как количество оборотов в минуту (оборотов), которые влияют на максимальную скорость автомобиля. Очевидно, что двигатель лучше всего покажет себя в этом вопросе на своих максимальных оборотах, поэтому это значение следует использовать как влияние двигателя на максимальную скорость. Обычно максимальные обороты двигателя находятся там, где он достигает так называемой «красной линии».
Но не все двигатели обладают достаточной мощностью, чтобы доехать до красной черты на самой высокой передаче, и этот факт разделяет автомобили Rev-Limited и Drag-Limited . Автомобили первой категории достигают своей максимальной скорости при максимальных оборотах двигателя на высшей передаче. Автомобили с ограниченным числом оборотов имеют двигатели, которые не развивают достаточную мощность в диапазоне оборотов, чтобы преодолеть аэродинамическое сопротивление. (Обратите внимание, что автомобили с ограничением числа оборотов отличаются от автомобилей, оснащенных ограничителем числа оборотов. Ограничитель числа оборотов — это устройство, установленное на большинстве современных автомобилей, которое отключает подачу топлива при превышении максимальной скорости двигателя). Автомобили с ограниченным лобовым сопротивлением достигают своей максимальной скорости до максимальной скорости двигателя на высшей передаче, когда двигатель достигает точки в своих диапазонах оборотов, когда он не может вырабатывать достаточную мощность для преодоления аэродинамического сопротивления. Определить теоретическую максимальную скорость автомобиля с ограниченным лобовым сопротивлением с помощью этого типа калькулятора сложно, потому что максимальные обороты двигателя на высшей передаче (наши исходные данные) не совпадают с красной линией на тахометре.
-----
Передаточные числа
Обороты двигателя передаются на колеса через трансмиссию, состоящую, как правило, из коробки передач и дифференциала. Эти устройства могут изменять количество оборотов, которые они получают от двигателя, используя коэффициенты умножения. Коробка передач имеет одно передаточное число на каждую передачу. В основном нас интересует передаточное число для высшей передачи, на которой автомобили обычно достигают своей максимальной скорости (некоторые автомобили с 6-ступенчатой механической коробкой передач используют свои 6 -й -й передачи для экономии топлива на крейсерской скорости на высокой скорости, поэтому они могут фактически достичь максимальной скорости на своей 5-й -й -й передаче — потому что на последней передаче они становятся ограниченными по сопротивлению). Некоторые калькуляторы позволяют определить максимальную скорость на каждой передаче (для этого вам необходимо ввести все передаточные числа, предлагаемые коробкой передач вашего автомобиля). Дифференциал получает одно конечное изменение оборотов, получаемых от коробки передач, поэтому его коэффициент умножения называется «конечным». Дифференциал передает обороты колесам, которые катятся по земле и, наконец, преобразуют мощность двигателя в движение. Эти значения передачи являются наиболее стабильными в этом уравнении, поэтому, как правило, достаточно просто взять их из руководства по эксплуатации вашего автомобиля, не нужно больше о них задумываться. Итак, с данными, собранными на данный момент, мы знаем, сколько оборотов колеса в минуту способна предложить наша машина при максимальных оборотах двигателя.
-----
Размеры шин
Теперь, когда мы знаем, сколько раз ведущее колесо делает оборот в минуту на максимальной скорости, нам нужно определить, какое расстояние пройдет колесо за один оборот. И это расстояние будет окружностью шины. Но, как мы знаем, окружность можно просто рассчитать с помощью диаметра, и умный калькулятор попросит вас ввести диаметр колеса, а не окружность колеса. Получить диаметр шины, по-видимому, просто, потому что на ней четко написано. Но фактические размеры варьируются в зависимости от производителя и типа шины. Ваши шины 225/85 на самом деле могут быть шинами 226,5/87,3. Во-вторых, диаметр ваших шин постепенно уменьшается по мере износа шин. Иногда шины могут потерять до 0,8 дюйма от своего первоначального диаметра, но при этом еще остается немного протектора. При 6000 об/мин на пятой передаче разница в 0,8 дюйма будет равняться почти 5 милям в час. Наконец, эффективный общий диаметр вашей шины будет меняться под весом автомобиля и в зависимости от температуры. Тепло, выделяемое при движении на высокой скорости, будет иметь незначительное влияние на диаметр шины, но вес автомобиля, дающий на нее давление, действительно заслуживает внимания. Под весом автомобиля шина сжимается в месте соприкосновения с дорогой, образуя пятно контакта.
Этот сжатый радиус определяет окончательное передаточное число. это Эффективный радиус качения всегда будет меньше общего радиуса.
Вот простой способ измерить эффективный радиус качения. Прежде всего сделайте отметку на боковине шины в центре пятна контакта, а также отметьте землю в этом месте. Слегка переместите автомобиль вперед, чтобы шина сделала один полный оборот, а отметка на боковине снова оказалась в центре пятна контакта. Теперь сделайте еще одну отметку на земле в этой точке. Наконец, измерьте расстояние между двумя отметками на земле в дюймах и разделите это число на 3,14. Это будет ваш эффективный диаметр шины. Вам не нужно беспокоиться о точности до последней 1/100 дюйма. Находясь в пределах четверти дюйма или около того, это достаточно близко.
Но если вы хотите быть действительно точным на высоких скоростях, вы должны учитывать, что на скорости более 150 миль в час давление в шинах увеличится на 7,5 фунтов на квадратный дюйм. Что сделает ваши шины «выше». Итак, если вы хотите учитывать это, вы должны накачать свои шины до 7-8 фунтов на квадратный дюйм сверх их нормального рабочего давления, прежде чем измерять их.
-----
Теоретическая максимальная скорость
Все вышеперечисленные три шага завершены, теперь вы владеете так называемым 9-м номером вашего автомобиля.0139 теоретическая максимальная скорость , в которой не учитывается сопротивление качению, сопротивление ветру и другие переменные в физике реального мира. Проще говоря, теперь вы будете знать, насколько быстрой может быть ваша машина в вакуумной среде, где нет трения и где нет ничего, по сути, даже вас самих. Актуальность такой информации – это то, что каждый из нас должен учитывать самостоятельно, но для автомобильного фаната это может быть своего рода развлечением.
Теоретическая максимальная скорость игнорирует все остальное в автомобиле, кроме максимальной скорости двигателя, передаточных чисел и размеров шин. Следовательно, Ferrari F430 и изготовленный на заказ Ford T Hot-Rod могут иметь одинаковую теоретическую максимальную скорость. Но с менее теоретической точки зрения, с кирпичной аэродинамикой, все части кузова Ford были бы сорваны задолго до того, как F430 достиг бы 19.Максимальная скорость 8 миль в час.
Итак, такого рода калькуляторы созданы для того, чтобы указать максимальную скорость в неестественно простой среде. Но это также делает их простыми в использовании и удобными для пользователя. Только представьте, что они попытаются учесть все аспекты, связанные с реальной жизнью… Многие ли из вас знают, что такое коэффициент динамического трения ваших передних ступичных подшипников, например? Также не стоит забывать, что даже если бы вы обладали такой подробной информацией, она бы менялась в зависимости от изменения температуры, изменения влажности, изменения атмосферного давления и так далее.
Вот ссылки на несколько калькуляторов, которые нам понравились больше всего:
http://www. catherineandken.co.uk/sti/tyres.html
http://www.mustangworks.com/cgi-bin/ Analyzer.cgi
http://www.mysportscar.com/tools/topspeed.htm
http://www.enormuloussideways.net/calc.html
Некоторые другие калькуляторы, которые мы нашли, определяют прирост максимальной скорости в результате прироста мощности. К сожалению, они изготавливаются для конкретных моделей, поэтому найти нужную бывает непросто, а в некоторых случаях и невозможно. Также их алгоритм сомнителен и, вероятно, основан на опыте владельцев этих автомобилей. Чтобы увидеть такой калькулятор для 1993 Mazda RX-7 посетите http://robrobinette.com/top_speed.htm
-----
Наш калькулятор
Одним из факторов, который, по нашему мнению, следует добавить в алгоритм этого калькулятора, является аэродинамический коэффициент (или Cx ) автомобиля, который в настоящее время обнародуется большинством производителей автомобилей.
