3.1 Методика расчета режимов качения колеса

Различают ведущий, свободный, ведомый, нейтральный, тор­мозной режимы качения колеса в зависимости от значения и нап­равления продольной реакции R_x и момента на колесе М (см. [1], с. 24...26).

В данной работе предлагается построить зависимость R_x = f(M) для эластичного колеса конкретного автомобиля, полученные различными способами, и провести анализ влияния М на величину r_к, f, v и коэффициент буксования.

Для построения зависимости R_x =f(M) пользуются формулой

R_x = P_то – f_c R_z (3.1)

где Р_то – полная тяговая сила

P_то = M/r_д;

М – момент из расчета на всех колесах: r_д – динамический радиус- из расчета; f_c – коэффици­ент сопротивления качению; R_z – нормальная реакция на одном колесе, определяемая по формуле

R_z = m_a2g/n_k

где n_к – число ведущих колес (по условию).

Также зависимость R_x = f(M) можно рассчитать по формуле

R_x = P_ко – f R_z, (3.2)

где Р_ко – полная окружная сила

P_ко = M/r_к

f – энергетический коэффициент сопротивления качению.r_k –из расчета.

Момент на колесе определяют по формуле

M_i = M_кmax u_тi ŋ_тi k_p/n_k; (3.3)

Значения k_p и ŋ_т выбирают приблизительно (см. [1], с. 17...21), значение r_д = r_ст, r_ст по ГОСТ.

Силовой коэффициент сопротивления качению по формуле

f_c = fo + k_f1v

где f_o и k_f1 определяют экспериментально для каждого случая отдельно.

Если их величины неизвестны, то можно принять f_o = 0,01, а k_f2 =7∙10^{– 6} [1], но тогда формула имеет вид:

f_c=f₀+k_f2v²

Скорость определяют по формуле

v = 0,105nr_к/u_тi, (3.4)

где r_к = r_кв =(1,03...1,06)r_д , u_тi на всех передачах, n- задается.

При передаче тягового момента происходит уменьшение радиуса качения колеса, что определяет увеличение f и появление составляющей коэффициента сопротивления качению, характеризующей кинематические потери при качении колеса

f_k = М(r_кв – r_k)/(R_z r_кв r_к), (3.5)

где r_к = r_кв – λМ, λ выбирается по рекомендациям предыдущих занятий.r_k из расчета; r_kв задается.

Суммарный (энергетический) коэффициент сопротивления качению будет равен:

f = f_c+f_к = f_о + k_f1 v + f_k. (3.6)

Для оценки влияния величины момента на колесе рекомендуется рассчитать также зависимости f = f (M); r_к = f(M); δ = f(M) на различных передачах, изменяя величину момента на ко­лесе от минимального значения на высшей передаче до максималь­ного значения на 1– й передаче.

Коэффициент буксования определяется по формуле;

δ=(1 – r_к/r_кв)100% . (3.7)

3.2 Порядок выполнения лабораторной работы № 3 с примером расчета

3.2.1 Выбор исходных данных.

Для расчета необходимы следующие исходные данные:

М_кmах – максимальный крутящий момент двигателя;

n_м – частота вращения коленчатого вала при максимальном крутящем моменте;

m_a2 – масса, приходящиеся на ведущие оси автомобиля;

u_k1– u_kn передаточные числа коробки передач;

u_г – передаточное число главной передачи;

ŋ_т – КПД трансмиссии;

к_р – коэффициент коррекции;

Остальные величины выбираются из предыдущих работ.

За объект расчета принимается автомобиль КамАЗ– 5320.