1.Проектировочный тяговый расчет автомобиля с гидромеханической трансмиссией.
1.1.Исходные данные.
Марка автомобиля |
ВАЗ-21099 |
Полная масса автомобиля ma, кг |
1370 |
Максимальная скорость на шоссе V max, м/с |
50 |
Колея и габаритная высота автомобиля: B и H, м |
1,620 |
1,340 |
|
Класс автомобиля |
особомалый, 2гр. |
Колесная формула |
4×2 |
1.2.Выбор двигателя.
1.2.1.Определение потребной мощности двигателя.
Определение потребной мощности двигателя производится из условия обеспечения максимальной скорости автомобиля, при движении по горизонтальной дороге с асфальтобетонным покрытием.[1,с.28]
,
(1)
где К3 – коэффициент запаса, К3=1; P – сила сопротивления дороги [1,с.16], Н; P– сила сопротивления воздуха [1,с.16], Н; мех-К.П.Д. механической части трансмиссии, мех=0,92;
ГV - КПД гидротрансформатора, ГV=1; муV – К.П.Д. моторной установки, муV=0,89.
,
(2)
где - коэффициент сопротивления движения, =0,02; mа – полная масса автомобиля, кг;
g – ускорение свободного падения, м/с2.
,
(3)
где с–безразмерный коэффициент аэродинамического сопротивления, с=0,15; -плотность воздуха, =1,25 кг/м3; F – лобовая площадь автомобиля [1,с.16], м2; V – скорость автомобиля, м/с.
,
(4)
где В и Н – высота и ширина автомобиля соответственно.
1.2.2.Выбор типа и характеристик двигателя.
Для автомобиля ВАЗ-21099 выберем двигатель с характеристиками ВАЗ-2108.3 (рабочий объем 1.5л.) [1, с.74]
- эффективная максимальная мощность Ne max=69 кВт.
- коэффициент приспособляемости Км=1,112
- рабочий скоростной диапазон К=1,844
1.2.3.Расчет и построение свободной характеристики двигателя.
Характеристики двигателя Ne (ω) и Ме (ω) взяты из справочника [ 1, c 74].
Потери мощности в моторной установке:
Nму = Nво + Nгл + Nвент + Nген, (5)
где Nво – потери мощности в воздухоочистителе;
Nгл – потери мощности в глушителе;
Nвент – мощность, затрачиваемая на привод вентилятора;
Nген = 0,4 кВт – мощность, затрачиваемая на привод генератора.
На этапе проектирования автомобиля приближенно можно принять [1,с.8]:
Nво = 0,02·Ne max(ωд /ωдN)² ; (6)
Nгл = 0,03·Ne max(ωд /ωдN)²; (7)
Nвент = 0,08·Ne max(ωд /ωдN)³; (8)
где Ne max=69 кВт – эффективная максимальная мощность двигателя;
ωд – текущее значение угловой скорости коленчатого вала, рад/с;
ωдN – максимальная угловая скорость коленчатого вала при максимальной мощности, рад/с
Свободные мощность и момент двигателя:
Nд = Nе – Nму , (9)
Mд = 1000·Nд/ωд , Н·м. (10)
Расчет сводим в таблицу 1, по результатам которой строим характеристику двигателя (рис.1).
Пример расчета первого столбца:
ωд = 320 рад/с
Ne = 41 кВт
Ме = 129 Н·м
Nво = 0,02·Ne max(ωд /ωдN)² = 0,02·69·(320/590)² = 0,406 кВт
Nгл = 0,03·Ne max(ωд /ωдN)² = 0,03·69·(320/590)² = 0,609 кВт
Nвент = 0,08·Ne max(ωд /ωдN)³ = 0,08·69·(320/590)³ = 0,881 кВт
Nму = Nво + Nгл + Nвент = 0,406 + 0,609 + 0,881 + 0,4= 2,296 кВт
Νд =Νе - Nму = 41 – 2,296 = 38,704 кВт
Mд =1000·Nд /ωд =1000·38,70/320 = 120,951 кН·м
Таблица 1
ωД,рад/с |
Ne, кВт |
ωД/ωN |
NВО, кВт |
NВЕНТ, кВт |
NГЛ, кВт |
Nму, кВт |
NД, кВт |
МД, кН·м |
МД, Н·м |
320,000 |
41,000 |
0,542 |
0,406 |
0,881 |
0,609 |
2,296 |
38,704 |
0,121 |
120,951 |
360,000 |
46,000 |
0,610 |
0,514 |
1,254 |
0,771 |
2,938 |
43,062 |
0,120 |
119,615 |
400,000 |
51,000 |
0,678 |
0,634 |
1,720 |
0,951 |
3,706 |
47,294 |
0,118 |
118,235 |
440,000 |
56,000 |
0,746 |
0,768 |
2,290 |
1,151 |
4,608 |
51,392 |
0,117 |
116,799 |
480,000 |
60,000 |
0,814 |
0,913 |
2,972 |
1,370 |
5,656 |
54,344 |
0,113 |
113,217 |
520,000 |
64,000 |
0,881 |
1,072 |
3,779 |
1,608 |
6,859 |
57,141 |
0,110 |
109,886 |
560,000 |
67,000 |
0,949 |
1,243 |
4,720 |
1,865 |
8,228 |
58,772 |
0,105 |
104,950 |
590,000 |
69,000 |
1,000 |
1,380 |
5,520 |
2,070 |
9,370 |
59,630 |
0,101 |
101,068 |
Характеристика двигателя
рис.1