- •2. Тяговый расчет автомобиля
- •2.1. Определение вспомогательных параметров автомобиля
- •2.2 Определение основных параметров автомобиля
- •2.2.1. Определение мощности двигателя.
- •Внешнюю скоростную характеристику карбюраторного двигателя представим на рис 1.
- •2.3 Определение передаточного числа главной передачи
- •2.4 Определение передаточных чисел в коробке передач
- •2.5 Определение скоростей движения автомобиля на различных передачах
- •3. Динамический расчет автомобиля
Внешнюю скоростную характеристику карбюраторного двигателя представим на рис 1.
з) крутящий момент двигателя подсчитывают по формуле
2.8
где дв - угловая скорость вала двигателя, с-1;
n1 =2400 мин– дв1 =251,2 с-1 Mк1 =130,8 Нм
n2 =3600 мин– дв2 =376,8 с-1 Mк2 =129,1 Нм
n3 =4900 мин– дв3 =512,86 с-1 Mк3 =116,5 Нм
n4 =5500 мин– дв4 =575,66 с-1 Mк4 =106,9 Нм
n5 =6160 мин– дв5 =644,75 с-1 Mк5 =93,48 Нм
и) кривую удельного эффективного расхода топлива gе = ƒ(n) построим используя внешнюю скоростную характеристику (регуляторную характеристику дизеля) двигателя-прототипа.
Значения удельного расхода на номинальном режиме можно принять для карбюраторных двигателей gе = 250—320 г/кВт-ч, для дизелей gе = 210—250 г/кВт-ч.
2.3 Определение передаточного числа главной передачи
Передаточное число главной передачи влияет на тягово-динамические и экономические показатели автомобиля. Его определяют, пользуясь выражением:
2.9
Передаточное число главной передачи, полученное расчетом соответствует табличному.
2.4 Определение передаточных чисел в коробке передач
Передаточные числа в коробке передач определяют из условия обеспечения наибольшей интенсивности разгона и плавности переключения шестерен при последовательном переходе с одной передачи на другую, а также для обеспечения движения на первой передаче без буксования по заданной дороге.
Знаменатель геометрической прогрессии ряда, образуемого передаточными числами коробки передач, находят по формуле
2.10
где т — число передач в коробке.
Передаточное число в коробке при работе на первой передаче определяют из условия преодоления заданного сопротивления движению по формуле
2.11
где Мmах— максимальный крутящий момент двигателя, Н*м;
ψ1mах — суммарный коэффициент дорожного сопротивления (берем из задания на проектирование автомобиля).
Проверяем условие движения автомобиля без буксования по заданной дороге. Должно быть удовлетворено условие
2.12
где — коэффициент сцепления движителей с дорогой;
λк – коэффициент нагрузки на ведущие колеса;
Для нашего расчета принимаем λк = 0,76
Вывод – передаточное число удовлетворяет условию
Тогда:
iкп 1 = 3,97
iкп 2 = 2,55
iкп 3 = 1,63
iкп 4 = 1,048
2.5 Определение скоростей движения автомобиля на различных передачах
Максимальная скорость движения на прямой передаче задана. Скорости движения на промежуточных передачах определим из соотношений:
V1 = 10,63 м/с
V2 = 16,57 м/с
V3 = 25,84 м/с
V4 = 40,28 м/с
3. Динамический расчет автомобиля
В процессе динамического расчета выполняют построение динамической характеристики автомобиля.
Динамический фактор D предложен Е.А. Чудаковым. Используют его для сравнительной оценки динамических качеств различных автомобилей в различных условиях их движения (качество дороги, нагрузка автомобиля). Так как в условиях установившегося движения численные значения динамического фактора и суммарного коэффициента дорожного сопротивления равны, т.е. ψ = D. Зная динамический фактор автомобиля, можно определить, какое дорожное сопротивление он будет преодолевать.
Динамический фактор есть отношение избыточной силы тяги, к полному весу автомобиля:
3.1
Так как касательная сила тяги Рк и сила сопротивления воздуха Рw изменяются с изменением скоростного и нагрузочного режимов работы автомобиля, то и динамический фактор в условиях эксплуатации не остается постоянным. Его оценивают с помощью динамической характеристики, которая представляет собой D = ƒ(V).
Основой для построения динамической характеристики (рис. 2) является внешняя скоростная характеристика карбюраторного двигателя или регуляторная характеристика дизеля, а также данные тягового расчета и ряд параметров автомобиля-прототипа
а) Построение динамической характеристики автомобиля. Наметим не менее пяти точек скоростных режимов автомобиля на каждой передаче. Скорости движения автомобиля при движении на различных передачах и при различных значениях частот вращения вала двигателя определяют по формуле
3.2
Значение частоты |
1-ая передача |
2-ая передача |
3-ья передача |
4-ая передача |
2400 |
4,136 |
6,45 |
10,05 |
15,67 |
3600 |
6,204 |
9,67 |
15,07 |
23,5 |
4900 |
8,445 |
13,16 |
20,52 |
32,99 |
5500 |
9,48 |
14,77 |
23,03 |
35,9 |
6160 |
10,62 |
16,55 |
25,8 |
40,2 |
б) Для этих скоростных режимов находим значения крутящих моментов двигателя и определяют касательные силы тяги на каждой передаче по формуле:
3.3
Значение Мк |
1-ая передача |
2-ая передача |
3-ая передача |
4-ая передача |
130,8 |
7246,455 |
4648,46 |
2981,9 |
1912,8 |
129,1 |
7157,36 |
4591,3 |
2945,24 |
1889,3 |
116,5 |
6457,6 |
4142,42 |
2657,28 |
1704,6 |
106,9 |
5923 |
3799,5 |
2437,3 |
1563,5 |
93,48 |
5180,6 |
3323,27 |
2131,81 |
1367,5 |
Для определения силы сопротивления воздуха используют зависимость.
1-ая передача |
2-ая передача |
3-ья передача |
4-ая передача |
11,31 |
27,48 |
66,8 |
162,33 |
25,45 |
61,85 |
150,3 |
365,24 |
47,15 |
114,58 |
278,44 |
676,65 |
59,4 |
144,36 |
350,8 |
852,5 |
74,5 |
181,08 |
440,05 |
1069,4 |
Значения коэффициента сопротивления воздуха kw и площади поперечного сечения автомобиля Fа принимают из тягового расчета.
в) Значения динамического фактора для каждой передачи подсчитывают
по формуле:
Используя полученные значения динамического фактора, строят характеристику D = ƒ(V).
1-ая передача |
2-ая передача |
3-я передача |
4-ая передача |
0,5443 |
0,3477 |
0,2193 |
0,1317 |
0,5365 |
0,3408 |
0,2103 |
0,1147 |
0,4822 |
0,303 |
0,179 |
0,077 |
0,4411 |
0,275 |
0,1569 |
0,0535 |
0,3841 |
0,2364 |
0,1273 |
0,0224 |
Динамическую характеристику автомобиля представим на рисунке 2.
Библиографический список:
-
Колчин А.И., Демидов В.П. Расчет автомобильных и тракторных двигателей. М.: Высшая школа, 1980.
-
Скотников В.А., Мащенский А.Н., Солонский А.С. Основы теории и расчета трактора и автомобиля. М.: Агропромиздат, 1986.
-
Чернышев В.А. Тягово-динамический расчет автомобиля: Учебное пособие. М: МГАУ им. В.П. Горячкина, 1994.
-
Чернышев В.А. Тяговый расчет трактора: Методические рекомендации. М.:-ГОСНИТИ, 1982.