- •2. Тяговый расчет автомобиля
- •2.1. Определение вспомогательных параметров автомобиля
- •2.2 Определение основных параметров автомобиля
- •2.2.1. Определение мощности двигателя.
- •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
2. Тяговый расчет автомобиля
Целью расчета является определение основных параметров автомобиля, удовлетворяющих эксплуатационным требованиям и обеспечивающих наибольшую эффективность его использования.
Основные параметры, определяемые в тяговом расчете:
мощность двигателя и характер изменения ее на внешней скоростной (регуляторной для дизеля) характеристике двигателя Ne, Mкэ, Gт, gе = ƒ(n)
передаточное число главной передачи i0;
передаточные числа в коробке передач iкп;
скорости движения на передачах V.
В числе вспомогательных определяют следующие параметры
полный вес (массу) автомобиля G(ma)
силу сопротивления воздуха Рw;
размер и тип шин, динамический радиус колес rкэ,
механический коэффициент полезного действия трансмиссии тр.
В расчете используются данные, которые включают в техническое задание на проектирование. Это значения динамического фактора в характерных условиях эксплуатации автомобиля:
максимальная скорость Vmax, которую должен развивать автомобиль на хорошей горизонтальной дороге, характеризуемой суммарным коэффициентом дорожного сопротивления ψv = ƒ + i,
наибольший подъем imах, который должен преодолеть автомобиль, двигаясь на прямой передаче по хорошей дороге. Суммарный коэффициент дорожного сопротивления в этом случае ψmax = ƒ + imах, где ƒ — коэффициент качения.
За автомобиль прототип принимаем ГАЗ – 53А.
2.1. Определение вспомогательных параметров автомобиля
Полная масса автомобиля:
ma = mг + mc + mп 2.1
где mг — масса перевозимого груза (грузоподъемность или пассажировместимость) или багажа;
mc — собственная масса автомобиля в снаряженном состоянии без груза. Слагается из конструктивной (сухой) массы автомобиля, массы топлива, массы технических жидкостей, западного колеса, инструмента, принадлежностей и технологического оборудования;
mп — масса водителя и пассажиров в кабине грузового автомобиля или масса водителя и пассажиров в легковом автомобиле или автобусе. Средняя масса пассажира и водителя 75 кг.
Следовательно
ma = 4000кг + 3250кг + 150кг = 7400кг
Силу тяжести (вес) рассчитаем по формуле: G = 9,81* ma
G = 7400кг * 9,81м/с2 = 72594 Н = 72,6 кН
Шины выбирают в соответствии с типом автомобиля, условиями его эксплуатации, нагрузкой на колесо.
Динамический радиус определяют по формуле
rк = 10-3 * rст * λш
rк = 10-3 * 457 * 0,98 = 0,447
где λш — коэффициент, учитывающий деформацию шины от приложения тангенциальной нагрузки (равен 0,96 – 0,98). В нашем расчете
λш = 0,98
Силу сопротивления воздуха определяют так:
Рw max = k * F * V2max 2.2
где k — коэффициент сопротивления воздуха, ;
F — площадь поперечного сечения (миделево сечение) автомобиля, м3;
V— скорость движения автомобиля, м/с.
Площадь поперечного сечения рассчитывают приближенно, используя данные автомобиля прототипа F = β*В*На, где β — коэффициент заполнения площади. Для легковых автомобилей β = 0,78—0,8 и для грузовых автомобилей β = 0,75—0,9; В – габаритная ширина, м; Hа — габаритная высота автомобиля, м.
Для нашего расчета принимаем β = 0,8
F = 0,8 * 2,38 * 2,22 = 4,227
Подставляя полученные значения в формулу 2.2
Рw = 0,6 * 4,227 * 493,73 = 1252,16 Н =1,25 кН
Мощность на преодоление сопротивления воздуха увеличивается пропорционально кубу скорости:
Nw = k * F * V3 2.3
Nw = 0,6 * 4,227 * 10970,6 = 27822,96 Вт = 27,82 кВт