Тяговый расчет автомобиля

1. Определение собственной и полной массы автомобиля

Исходным параметром для определения собственной и полной массы автомобиля является заданная грузоподъемность или пассажировместимость. Отношение грузоподъемности автомобиля М_г к его собствен­ной массе М_о называется коэффициентом грузоподъемности:

(44)

Тогда из выражения (44) имеем:

(45)

Коэффициент грузоподъемности существенно влияет на динамические и экономические показатели автомобиля: чем он больше, тем лучше эти по­казатели. При проектировании автомобиля его значения определяются из технических возможностей и экономической целесообразности.

Значения коэффициента грузоподъемности зависят от типа и конст­руктивных особенностей автомобиля. Для легковых автомобилей _г=0,25...0,40, причем большему литражу автомобиля соответствует мень­ший коэффициент грузоподъемности. У грузовых автомобилей особо малой и малой грузоподъемности _г =0,4...0,6. Для грузовых автомобилей типа 4К2, 6К4 средней и большой грузоподъемности _г =0,9...1,4. С повышением грузо­подъемности значения коэффициента растут. Для специальных автомобилей высокой проходимости коэффициент грузоподъемности ниже, чем для автомобилей общего назначения. Рекомендуемый для автомобилей типа 4К4, 6К6 η_г =0,5…0,8.

Принимаем _г =0,9:

кг;

Полная масса автомобиля (без прицепа) определяется по формуле

, кг; (46)

где n - число пассажиров, включая водителя; 75 кг - масса одного человека.

кг.

2. Расчет номинальной мощности двигателя автомобиля

Мощность двигателя автомобиля должна быть достаточной для движе­ния полностью нагруженного автомобиля с заданной максимальной скоро­стью в заданных дорожных условиях.

Мощность, необходимая для установившегося движения в заданных условиях определяется из выражения:

, кВт; (47)

где V_max - максимальная скорость движения автомобиля, км/ч;

- механический КПД трансмиссии, принимаемый для режима максимальной скорости = 0,85...0_,90 или рассчитываемый исходя из предполагаемой кинематической схемы трансмиссии;

G_a - сила тяжести (вес) автомобиля с полной нагрузкой;

ѱ - приведенный коэффициент дорожного сопротивления;

k - коэффициент обтекаемости автомобиля (см. приложение, табл. 13, стр. 37 );

F - площадь лобового сопротивления автомобиля, которая принимается исходя из данных прототипа или автомобиля подобного класса по грузоподъемности и габаритам (табл. 12, стр. 36 ).

Н;

η_тр=0,88; k=0,7; F=3,2

кВт;

Для обеспечения лучших тяговых и динамических качеств автомобиля номинальную (максимальную) мощность двигателя определяют по формуле:

N_eн = (l,05...1,10)N_eVmax ; (48)

кВт.

Угловая скорость коленчатого вала двигателя на номинальном режиме определяется через коэффициент оборотности двигателя:

, с ; (49)

или принимается с учетом данных прототипа. Значения коэффициента оборотности двигателя принимают в пределах 3...4:

с .

3. Расчет и построение скоростной (внешней) характеристики карбюраторного двигателя

Скоростная характеристика двигателя показывает изменение эффек­тивной мощности, крутящего момента, удельного и часового расходов топ­лива в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя.

Текущие значения мощности N_ei и крутящего момента M определяют по следующим формулам:

, кВт; (50)

, кНм; (51)

где - текущее и номинальное значения угловой скорости коленчатого вала двигателя.

значения коэффициентов С и С для карбюраторного двигателя равны:

;

При расчете скоростной характеристики карбюраторного двигателя необходимо задаться угловой скоростью, соответствующей 120, 100, 80, 60, 50, 40 и 20% от номинального значения, и определить текущие значения N_ei и М , соответствующие этим угловым скоростям.

Данные расчетов заносим в табл.1.

Для определения значений по расходу топлива следует, исходя из анализа расхода топлива существующих двигателей и перспектив развития, принять удельный расход топлива при 100%, а затем взять соответствующий процент (указанный в табл. 2.2) для остальных режимов. Для большинства современных карбюраторных двигателей удельный расход топлива 305...325 г/кВт ч.

Часовой расход топлива рассчитывают по формуле

, кг/ч (52)

Таблица 1

Параметры внешней скоростной характеристики двигателя

ω, %	20	40	50	60	80	100	120
ω, 1/c	60	120	150	180	240	300	360
Ne, кВт	14,145015	30,241067	38,106184	45,361601	56,580062	60,969894	55,604543
Мк, кНм	0,235750	0,252009	0,254041	0,252009	0,235750	0,203233	0,154457
ge, %	110	100	97	95	95	100	115
ge, г/кВт*ч	341	310	300,7	294,5	294,5	310	356,5
Gт, кг/ч	4,823450	9,374731	11,458530	13,358991	16,662828	18,900667	19,823020

Данные по g_e и N_e берут из соответствующих колонок табл. 6. По данным табл. 6 строится график скоростной характеристики двигателя (рис.2.1).