Тяговый расчет автомобиля
Определение полной массы автомобиля
Полная масса автомобиля Ма определяется по формуле:
Ма = Мо + Мпn + Мб,
где Мо – собственная масса автомобиля, кг;
Мп – масса пассажира (принимается равной 75 кг);
n – количество пассажиров, включая водителя;
Мг – масса груза.
Ма = 1800 + 75∙3 + 1000 = 3025 кг.
Подбор шин для автомобиля
Максимальная нагрузка на колесо определяется:
По максимальной нагрузке подбираем размер шин 175/80R16С 99М, где 185 – ширина профиля, дюймов; 75 – отношение высоты профиля к ширине, %; R – радиальная конструкция; 16 – посадочный диаметр обода, дюймов; 99 – индекс нагрузки (775 кг), М – индекс скорости (130 км/ч) и определяем статический радиус колеса:
r ст= 0,5 d o+ H (1 – l*),
где do – диаметр обода колеса, м;
H – высота профиля, м;
l* – коэффициент деформации шины.
Rст = 0,5∙0,0254∙16 + 0,175∙0,8(1 – 0,1) = 0,33 м.
В дальнейшем принимаем, что статический радиус равен динамическому.
Определение максимальной мощности двигателя
Определяем мощность двигателя, которая необходима для движения автомобиля с заданной максимальной скоростью по горизонтальной дороге:
; (1)
где Сх – коэффициент лобового сопротивления;
r – плотность воздуха, кг/м3;
Fa – площадь проекции автомобиля на плоскость, перпендикулярную к
его продольной оси, м2; Fa = a BH = 0,8∙2∙2,2 = 3,5 м2.
v max – максимальная скорость автомобиля, м/с;
М a – полная масса автомобиля, кг;
g – ускорение свободного падения;
f v – коэффициент сопротивления качению:
;
f о– коэффициент сопротивления качению при малых скоростях;
h тр – коэффициент полезного действия трансмиссии на высшей передаче.
Максимальная мощность определяется по формуле
;
где NVmax – мощность двигателя при максимальной скорости движения,
определяется по формуле (1), кВт;
– отношение угловой скорости вращения коленчатого вала при
максимальной скорости к угловой скорости вращения при
максимальной мощности.
Для автомобилей с дизельным двигателем l = 1,0.
Построение скоростной характеристики двигателя
Если известны максимальная мощность двигателя N max, угловая скорость вращения коленчатого вала при максимальной мощности w*, то скоростная характеристика двигателя при полной подаче топлива может быть построена по формуле:
; (2)
где N e, w e – текущие значения мощности и угловой скорости вращения коленчатого вала.
Коэффициенты a, b и c для дизельных двигателей a = 0,53; b = 1,56; c = 1,09.
Принимаем максимальную угловую скорость вращения коленчатого вала w max = 300 с-1. Тогда угловая скорость вращения при максимальной мощности:
Для построения скоростной характеристики по уравнению (2) можно ограничиться 6 – 7 точками, соответствующими угловой скорости вращения коленчатого вала w e: w min; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0; 1,2; w *.
Минимальная угловая скорость вращения коленчатого вала w min принимаем 80 с-1.
Крутящий момент рассчитывается по формуле
;
где N е – текущее значение мощности, Вт;
w е – текущее значение угловой скорости вращения коленчатого вала, с-1.
По полученным значениям N е и wе строим скоростную характеристику двигателя.
Таблица 2.1 – Результаты расчета скоростной характеристики
| wе, с-1 | ||||||
| ne, об/мин | 764,33 | 1146,50 | 1528,66 | 1910,83 | 2866,24 | 2866,24 |
| Ne, кВт | 30,36 | 51,37 | 73,55 | 94,87 | 117,22 | 131,09 |
| Mк, Н∙м | 379,50 | 428,05 | 459,67 | 474,35 | 468,89 | 436,96 |
Рабочий объем двигателя определяется по известным значениям N max и w*:
;
где Ре – среднее эффективное давление при максимальной мощности (1 МПа);
N max –максимальная мощность двигателя, кВт;
w* – угловая скорость вращения коленчатого вала при максимальной
мощности, с-1.
