Грузоподъемность- ….. Собственная масса-…..

ТЯГОВЫЙ РАСЧЕТ АВТОМОБИЛЯ

Заданные параметры

 

Тип	Колесная формула	Тип двигателя	Грузоподъемность т.	Vmax,км/ч
…..	…..	…..	…..	…..	…..

 

 

В качестве прототипа выбираем автомобиль

Грузоподъемность- ….. Собственная масса-…..

Полная масса- ….. В т.ч. на перед.ось-…..

В т.ч. на перед.ось – ….. на зад.ось –…..

на зад.ось – ….. Макимальная скорость- …..

Раб. Объем-….. Макс. мощность- ….. л.с. при ….. об/мин

 

I. Оценка выбираемых параметров.

 

1). Дорожные условия, при которых автомобиль развивает заданную максимальную скорость.

Движение автомобиля с максимальной скоростью возможно в хороших дорожных условиях. Дорожные условия характеризуются величиной суммарного коэффициента сопротивления дороги:

где f - коэффициент сопротивления качению;

i – продольный уклон дороги.

. С увеличением скорости коэффициент сопротивления качению растет. Поэтому его окончательную величину определяют по формуле:

 

, где ¦₀=(0,015÷0,03), возьмем ¦₀=…..

 

 

Тогда суммарный коэффициент сопротивления дороги равен:

2).Определение полной массы автомобиля и распределения ее по осям.

Определим коэффициент использования массы прототипа:

;

- полная масса автомобиля,

- собственная масса автомобиля,

- грузоподъемность автомобиля.

 

Тогда для прототипа:

 

Определим собственную и полную массы автомобиля:

; ;

кг;

кг.

 

Определим распределение собственной и полной масс автомобиля по осям:

Нагрузка для грузовиков в снаряженном состоянии на переднюю ось:

, где и - распределение собственной массы прототипа на переднюю и заднюю оси.

 

кг

кг

 

, где и - распределение полной массы прототипа на переднюю и заднюю оси.

 

 

3). Выбор аэродинамических параметров автомобиля.

Сила сопротивления воздуха определяется по эмпирической формуле:

где …….÷……Нс²/м⁴ – коэффициент сопротивления воздуха ( …..);

F – лобовая площадь автомобиля.

Для ………… автомобилей: _, где В – колея прототипа, м (В=…… м); Н – наибольшая высота прототипа, м (Н=…..м).

м²

 

Тогда получим:

Н

 

 

4). Размер шин.

Нагрузка, приходящаяся на одну шину, равна:

кг, где m – количество шин прототипа

 

По значениям данной нагрузки и допустимой скорости из справочника выбираем шину:

(…………)

радиус колеса равен мм.

 

5). Выбор быстроходности автомобильного двигателя. = …… об/мин.

 

 

II. Определение параметров автомобильного двигателя.

1). Определение максимальной мощности двигателя.

Мощность двигателя определим из условия обеспечения движения с заданной максимальной скоростью по формуле:

,

где КПД трансмиссии;

при механической передаче.

кВт

Определим максимальную мощность двигателя:

,

 

λ=…. a =……., b = ….., c = ……. – для ………………. двигателей.

кВт.

 

2). Расчет внешней скоростной характеристики двигателя.

Зависимость эффективной мощности в функции числа оборотов коленчатого вала двигателя построим, используя формулу Лейдермана:

,

, об/мин. – для ……….. =λ =…….. об/мин

Значение эффективного момента двигателя определим по формуле:

Текущие значения удельного и часового расходов топлива определим по формулам:

,

г/кВтч – эффективный расход топлива при .

 

Пример: об/мин

кВт

 

кНм

 

г/кВтч

 

кг/ч

 

По результатам расчета составим таблицу.

Параметры внешней характеристики двигателя

Таблица 1

, об/мин		, кВт	, кНм	, г/кВтч	, кг/ч

 

По данным таблицы1 строим внешнюю скоростную характеристику двигателя (рис. 1 и рис.1а).

 

3). Определение рабочего объема цилиндров двигателя.

Рабочий объем цилиндров двигателя определим по формуле:

, л

где τ = …… – число тактов рабочего процесса; Ne=……… кВт, n_e=……..об/мин при Me=Memax=……… кНм

кПа – среднее эффективное давление.

Вычисление рабочего объема произведем для различных режимов работы двигателя: при максимальной мощности и при максимальном крутящем моменте.

л

 

 

III. Определение параметров трансмиссии автомобиля.

1). Определение передаточного числа главной передачи.

Передаточное число главной передачи определяют из условия обеспечения заданной максимальной скорости движения автомобиля на высшей ступени КП при установленном значении :

 

,

 

где ….– передаточное число КП на высшей ступени, …….– передаточное число высшей ступени дополнительной передачи, ……. – скольжение гидротрансформатора.

 

2). Определение передаточного числа КП на первой передаче.

На основании уравнения тягового баланса автомобиля, передаточное число КП на первой передаче определяют по формуле:

.

Полученное передаточное число , необходимо проверить по условию обеспечения сцепления ведущих колес с дорогой.

Максимально возможное передаточное число коробки на первой передаче по условию сцепления ведущих колес определяют по формуле:

,

где 0,7 – коэффициент сцепления, 1,2 – коэффициент изменения нормальных реакций на ведущих колесах автомобиля, ……. кг – масса, приходящаяся на задние ведущие колеса автомобиля.

Возможность движения автомобиля на дорогах с принятым коэффициентом сцепления будет обеспечена при условии соблюдения неравенства . Выбираем ……..

 

3).Определение передаточных чисел промежуточных ступеней КП.

Установлено, что передаточные числа КП изменяются в соответствии с законом геометрической прогрессии, т. е.:

.

Из этого соотношения следует, что:

,

где m – порядковый номер передачи, n=5 – количество передач коробки.

Тогда:

,

.

 

2. РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДИНАМИЧНОСТИ АВТОМОБИЛЯ

 

I. Показатели динамичности при равномерном движении

 

Показателями тяговой динамичности автомобиля при равномерном движении являются: максимальная скорость движения в заданных дорожных условиях; значения коэффициентов сопротивления дороги и динамический фактор .

 

 

1).Метод силового баланса.

Уравнение тягового баланса в общем случае имеет вид:

.

В случае равномерного движения:

.

Пример расчета:

км/ч.

кН.

кН.

кН.

По результатам расчета составим таблицу.

 

Параметры тяговой характеристики автомобиля

Таблица 2

, об/мин	, кНм	, г/ч	1 передача	2 передача
V,км/ч	,кН	,кН	,кН	V,км/ч	,кН	,кН	,кН

 

, об/мин	, кНм	, г/ч	3 передача	4 передача
V,км/ч	,кН	,кН	,кН	V,км/ч	,кН	,кН	,кН

 

, об/мин	, кНм	, г/ч	5 передача
V,км/ч	,кН	,кН	,кН

 

 

По данным таблицы 2 строим среднюю часть графика силового баланса (рис. 2).

Левую и правую часть графика строим на основании зависимостей:

, кН; , кН.

где - собственная масс автомобиля, кг; - загрузка автомобиля, кг; - сцепная масса автомобиля, т. е. масса, приходящаяся на ведущие колеса, при соответствующем состоянии загрузки, кг; - коэффициент сцепления(φ=0,8).

Пример расчета:,

; .

 

Загрузка	Mx	kG	Pд	Pсц
0%		0,00
25%		0,25
50%		0,50
75%		0,75
100%		1,00

2).Метод динамической характеристики.

Динамическая характеристика строится на основе тяговой характеристики автомобиля и представляет собой график зависимости динамического фактора от скорости движения V на всех передачах.

Для построения динамической характеристики составляем таблицу 3.

Динамическая характеристика автомобиля

Таблица3

1 передача	2 передача	3 передача
Vкм/ч	кН		Vкм/ч	кН		Vкм/ч	кН

5 передача
Vкм/ч	кН

4 передача
Vкм/ч	кН

 

Величину динамического фактора определяют по формуле:

;

Чтобы не пересчитывать при каждом изменении нагрузки величину динамического фактора, динамическую характеристику дополняют номограммой нагрузок. Ось абсцисс динамической характеристики продолжают влево и наносят на ней шкалу нагрузок Н, %. Из нулевой точки шкалы нагрузок строят ось ординат и наносят на ней шкалу динамического фактора для не груженного автомобиля. Величину масштаба «» в мм для шкалы «» находят из соотношения:

мм,

где - масштаб шкалы динамического фактора .

Равнозначные деления шкал и соединяют между собой прямыми линиями и получают номограмму нагрузок.

Значения динамических факторов по сцеплению груженного , и не груженного автомобиля при различных значениях коэффициента сцепления определяют по формуле:

; ,

,

 

φ	Dасц	Dосц
0,1
0,2
0,3
0,4

 

и откладывают, соответственно, по осям и в том же масштабе.

Динамическая характеристика, дополненная номограммой нагрузок и графиком контроля буксования, называется динамическим паспортом автомобиля (рис. 3).

 

II. Показатели динамичности при неравномерном движении

 

Показателями динамичности автомобиля при неравномерном движении является ускорение, время и путь разгона автомобиля в определенном интервале изменения скорости.

Ускорение автомобиля:

.

, .

По результатам расчетов составляем таблицу 4.

Параметры движения автомобиля при разгоне

Таблица 4

1 передача	2 передача
Vкм/ч			f	- f	j,м/	Vкм/ч			f	- f	jм/

3 передача	4 передача
Vкм/ч			f	- f	j,м/	Vкм/ч			f	- f	jм/

 

 

5 передача
Vкм/ч			f	- f	j,м/

 

По данным таблицы 4 строим график ускорений автомобиля(рис. 4).

Время и путь определяем графоаналитическим способом. Кривые ускорений разбиваем на интервалы и считаем, что в каждом интервале изменения скорости, автомобиль разгоняется с постоянным ускорением:

.

Определив величину среднего ускорения, находим время разгона автомобиля при изменении скорости движения от до :

.

Тогда общее время разгона будет равно:

.

При расчете пути разгона приближенно считаем, что в каждом интервале изменения скорости автомобиль движется равномерно со средней скоростью:

.

Тогда:

.

Тогда общий путь разгона будет равен:

.

Пример расчета:

;

с;

;

м.

 

 

Для построения графиков составляем таблицу 5.

Определение времени и пути разгона автомобиля

Таблица 5

Ускорение при разгоне,	Скорости при разгоне, м/с	,	, с	, с	,	, м	, м

 

Остановочный путь в м определяют с учетом коэффициента эффективности торможения по формуле:

,

где =………….. - для автомобиля с ……………….. тормозным приводом;

принимаем =………….., =…………...

Пример расчета:

, .

 

 

	Vo
	So

 

 

ТОПЛИВНАЯ ЭКОНОМИЧНОСТЬ АВТОМОБИЛЯ

 

Топливную экономичность автомобиля при установившемся движении оценивают с помощью топливно-экономической характеристике, которая представляет собой график зависимости удельного путевого расхода топлива, измеряемого в литрах на 100 км пути, от скорости движения автомобиля на различных передачах КП и в различных дорожных условиях, характеризуемых величиной коэффициента сопротивления дороги.

Удельный эффективный расхода топлива двигателя в г/(кВтч) определяют по формуле:

,

где -коэффициент, учитывающий изменение расхода топлива в зависимости от степени использования мощности двигателя. Для дизельных двигателей:

,

И – это степень использования мощности двигателя, которая определяется по формуле:

.

 

Удельного путевой расход топлива в литрах на 100 км пути определяют:

,

где - плотность топлива. =………………. .

Значение коэффициента сопротивления дороги определяем по формуле:

.

Пример расчета:

;

кН;

;

;

л на 100 км.

По результатам расчетов составляем таблицу 6.

Параметры топливной экономичности автомобиля

 

 

Таблица 6

, об/мин	, г/кВтч	, кН	V, м/с	, кН
	,кН		И

	,кН		И

 

	,кН		И

 

Расчет расхода топлива ведется при значениях .

По данным таблицы 6 строим топливно-экономическую характеристику автомобиля для трех выбранных значений коэффициента сопротивления дороги.

Крайние точки кривых топливно-экономической характеристики определяют расход топлива при максимальной скорости движения в заданных дорожных условиях. Линия, проведенная через правые крайние точки кривых экономической характеристики, называется огибающей кривой.

Для построения огибающей кривой необходимо определить максимальные скорости движения автомобиля при разных коэффициентах дорожного сопротивления. С этой целью на график силового баланса автомобиля (рис. 2) наносят кривые силы сопротивления дороги. Абсциссы точек пересечения и определяют максимальную скорость движения автомобиля в данных дорожных условиях.