4.2 Расчет и построение тяговой части паспорта

Поверочный расчет и построение тяговой части паспорта проводим в последовательности:

1. Составляем таблицу 4.2 исходных и расчетных значений показателей на всех передачах переднего хода.

2. Вписываем в таблицу 4.2 из таблицы 4.1 графически проверенные значения показателей внешней скоростной характеристики двигателя (n, М_е, G_т, N_е, g_e и η_е).

Таблица 4.2 - Исходные и расчетные значения показателей тяговой динамичности автомобиля УАЗ 3163 «Патриот».

передача	uтр	n, мин-1	υт, м/с	Ме, кН∙м	ηтр	Рко, кН	Рw, кН	Do	Gт, кг/ч	Nе, кВт	ge, г/кВт∙ч	ηе
I	17,077	600	1,28	0,18	0,945	8371,2	1,84	0,41	3,626	11,34	320	0,26
		1000	2,13	0,2		9301,3	5,08	0,46	6,657	21	317	0,26
		2500	5,33	0,21		9766,4	31,82	0,48	16,625	55,05	302	0,27
		3200	6,83	0,22		10231,4	52,25	0,50	21,659	73,92	293	0,28
		3900	8,32	0,2		9301,3	77,53	0,45	23,997	81,9	293	0,28
		4600	9,81	0,19		8836,2	107,78	0,43	27,877	91,4	305	0,27
		5300	11,31	0,15		6976	143,27	0,34	26,463	83,48	317	0,26
II	9,309	600	2,35	0,18	0,945	4563,3	6,19	0,22	3,626	11,34	320	0,26
		1000	3,91	0,2		5070,3	17,12	0,25	6,657	21	317	0,26
		2500	9,78	0,21		5323,8	107,13	0,26	16,625	55,05	302	0,27
		3200	12,52	0,22		5577,4	175,56	0,27	21,659	73,92	293	0,28
		3900	15,26	0,2		5070,3	260,81	0,24	23,997	81,9	293	0,28
		4600	18	0,19		4816,8	362,88	0,22	27,877	91,4	305	0,27
		5300	20,74	0,15		3802,7	481,77	0,16	26,463	83,48	317	0,26
III	5,869	600	3,72	0,18	0,945	2877	15,5	0,14	3,626	11,34	320	0,26
		1000	6,21	0,2		3196,7	43,19	0,16	6,657	21	317	0,26
		2500	15,52	0,21		3356,5	269,77	0,15	16,625	55,05	302	0,27
		3200	19,87	0,22		3516,3	442,19	0,15	21,659	73,92	293	0,28
		3900	24,21	0,2		3196,7	656,46	0,13	23,997	81,9	293	0,28
		4600	28,56	0,19		3036,8	913,55	0,10	27,877	91,4	305	0,27
		5300	32,9	0,15		2397,5	1212,3	0,06	26,463	83,48	317	0,26
IV	4,11	600	5,32	0,18	0,975	2078,7	31,7	0,10	3,626	11,34	320	0,26
		1000	8,86	0,2		2309,7	87,92	0,11	6,657	21	317	0,26
		2500	22,16	0,21		2425,1	549,99	0,09	16,625	55,05	302	0,27
		3200	28,37	0,22		2540,6	901,44	0,08	21,659	73,92	293	0,28
		3900	31,57	0,2		2309,7	1116,26	0,06	23,997	81,9	293	0,28
		4600	40,78	0,19		2194,2	1862,57	0,02	27,877	91,4	305	0,27
		5300	46,98	0,15		1732,2	2471,97	-0,04	26,463	83,48	317	0,26
V	3,617	600	6,04	0,18	0,945	1773,1	40,86	0,09	3,626	11,34	320	0,26
		1000	10,07	0,2		1970,1	113,57	0,09	6,657	21	317	0,26
		2500	25,18	0,21		2068,6	710,12	0,07	16,625	55,05	302	0,27
		3200	32,23	0,22		2167,7	1163,43	0,05	21,659	73,92	293	0,28
		3900	39,29	0,2		1970,1	1728,95	0,01	23,997	81,9	293	0,28
		4600	46,34	0,19		1871,6	2405,08	-0,03	27,877	91,4	305	0,27
		5300	53,39	0,15		1477,5	3192,55	-0,08	26,463	83,48	317	0,26

3.Рассчитываем передаточные числа трансмиссии u_три заносим их в таблицу 4.2.

u_тр = u_o*u_n, где

u_o–передаточное число трансмиссии на главной передаче;

u_n - передаточное число трансмиссии на каждой из передач.

u_тр = u_o* u₁ = 4,11*4,155 = 17,077

u_тр = u_o* u₂ = 4,11*2,265 = 9,309

u_тр = u_o* u₃ = 4,11*1,428 = 5,869

u_тр = u_o* u₄ = 4,11*1 = 4,11

uтр = uo* u5 = 4,11*0,88 =3,617

4. Определяем расчетом по формуле (3.2) при δ = 0 по семь текущих значений теоретической скорости υ_т на каждой передаче и вписываем полученные результаты в таблицу 4.2.

υ_а = υ_т( 1-δ) = (1-δ), отсюда следует

υ_т = ,

где r_к – радиус колеса,м

r_к = _{+ в*∆*λсм}= + 225*0,75*0,85 = 347=0,347м,

где d – посадочный диаметр обода колеса в дюймах

В – ширина профиля шины, мм

_{∆ - отношение высоты шины к её ширине,%}

_{λсм – коэффициент деформации шины (для автобусов λсм= 0,85).}

1. (II)

υ_т= (0,105*0,347*600)/17,077 =1,28υ_т= (0,105*0,347*600)/9,309 =2,35

υ_т= (0,105*0,347*1000)/17,077 = 2,13υ_т= (0,105*0,347*1000)/9,309= 3,91

υ_т= (0,105*0,347*2500)/17,077 = 5,33υ_т= (0,105*0,347*2500)/9,309 =9,78

υ_т= (0,105*0,347*3200)/17,077 = 6,83υ_т= (0,105*0,347*3200)/9,309 =12,52

υ_т= (0,105*0,347*3900)/17,077 = 8,32υ_т= (0,105*0,347*3900)/9,309 =15,26

υ_т= (0,105*0,347*4600)/17,077 = 9,81υ_т= (0,105*0,347*4600)/9,309 = 18

υ_т= (0,105*0,347*5300)/17,077 = 11,31υ_т= (0,105*0,347*5300)/9,309 =20,74

5. Чертим на листе ватмана формата А1 (841х594мм) левое поле 250х250мм, средние верхнее (400х250мм) и нижнее (400х125мм) поля и правое поле 100х250мм, масштабные «сетки» и шкалы согласно рисунку 1 Приложения А.

6. Выбираем удобный масштаб эффективной мощности двигателя и строим на нижнем среднем поле графики N_е = f(υ_т) и η_е = f(υ_т) в масштабе скоростей υ_т и υ_а 1м/с в 1см.

7. При выбранном значении коэффициента k_w = 0,35 Н∙с²/м⁴ находим постоянное значение фактора обтекаемости в кН∙с²/м²:

или грузового автомобиля и автобуса -

k_wF = В_г∙Н_г∙k_w = 0,8*1,9*2,1*0,35=1,12Нс²/м²(4.26)

где В – ширина колеи передних колес, м;

Н_г – габаритная высота автомобиля, м.

8.Измеряем у неподвижного порожнего и полностью груженого автомобиля среднее расстояние r_ст от центров ведущих колес до поверхности ровной дороги и принимаем необходимое для расчетов значение радиуса качения без скольжения (ГОСТ 17697-72) r_к = r_ст = 0,431 м.

9. Определяем расчетом по формулам

- полную окружную силу ведущих колес Р_ко при М_е>она всех передачах переднего хода:

, (4.27)

Р_ко=10³*(0,18*17,077*0,945)/0,347=8371,2

Р_ко=10³*(0,2*17,077*0,945)/0,347=9301,3

Р_ко =10³* (0,21*17,077*0,945)/0,347 = 9766,4

Р_ко =10³* (0,22*17,077*0,945)/0,347 =10231,4

Р_ко =10³* (0,2*17,077*0,945)/0,347=9301,3

Р_ко =10³* (0,19*17,077*0,945)/0,347 =8836,2

Р_ко =10³* (0,15*17,077*0,945)/0,347 =6976

- силу сопротивления воздуха Р_w

Р_w = k_w∙F∙ υ_т², (4.28)

(I) (II)

Р_w = 1,12*1,28² = 1,84Р_w = 1,12*2,35² = 6,19

Р_w = 1,12*2,13² = 5,08Р_w = 1,12*3,91² =17,12

Р_w = 1,12*5,33² =31,82Р_w = 1,12*9,78² =107,13

Р_w = 1,12*6,83² = 52,25Р_w = 1,12*12,52² =175,56

Р_w = 1,12*8,32² = 77,53Р_w = 1,12*15,26² =260,81

Р_w = 1,12*9,81² = 107,78Р_w = 1,12*18² = 362,88

Р_w = 1,12*11,31² =143,27Р_w = 1,12*20,74² = 481,77

(III) (IV)

Р_w = 1,12*3,72² =15,5Р_w = 1,12*5,32² =31,7

Р_w = 1,12*6,21² =43,19Р_w = 1,12*8,86² =87,92

Р_w = 1,12*15,52²=269,77Р_w = 1,12*22,16² =549,99

Р_w = 1,12*19,87² =442,19Р_w = 1,12*28,37² =901,44

Р_w = 1,12*24,21² =656,46Р_w = 1,12*31,57² =1116,26

Р_w = 1,12*28,56² =913,55Р_w = 1,12*40,78² =1862,57

Р_w = 1,12*32,9² =1212,3Р_w = 1,12*46,98² =2471,97

(V)

Р_w = 1,12*6,04² =40,86

Р_w = 1,12*10,07² =113,57

Р_w = 1,12*25,18² =710,12

Р_w = 1,12*32,23² =1163,43

Р_w = 1,12*39,29² =1728,95

Р_w = 1,12*46,34² =2405,08

Р_w = 1,12*53,39² =3192,55

- динамический фактор снаряженного автомобиля D_o:

(4.29)

где m_o – снаряженная масса автомобиля, кг (m_o= 2070 кг)

g – ускорение свободного падения (g= 9,8 м/с²)

D_o = (8371,2-1,84)/2070*9,8 =0,41

D_o = (9301,3-5,08)/2070*9,8 = 0,46

D_o = (9766,4-31,82)/2070*9,8 =0,48

D_o = (10231,4-52,25)/2070*9,8 =0,50

D_o = (9301,3-77,53)/2070*9,8 =0,45

D_o = (8836,2-107,78)/2070*9,8=0,43

D_o = (6976-143,27)/2070*9,8 =0,34

и на верхнем среднем поле листа 1 строим графики D_o = f(υ_т).

10. Используя ориентировочное соотношение

φ_υс ≈ 1,5 φ_υм ≈ 3 φ_υмз, (4.30)

дискретную зависимость коэффициента φ_υс от скорости

υа ,м/с	0	5	10	15	20	25	30	35	40
φυс ,%	100	97	83	70	59	53	49	48	47

и заданное значение φ_ос = 0,7при υ_а = 0, определяем значения коэффициентов сцепления (4.30), заносим их в таблицу 4.3 и строим графики на среднем верхнем поле листа 1.

Таблица 4.3 – Значения коэффициентов сцепления

υа ,м/с	0	5	10	15	20	25	30	35	40	45	50	55
φυс	0,7	0,679	0,581	0,49	0,413	0,371	0,343	0,336	0,329	0,322	0,315	0,308
φυм	0,46	0,45	0,387	0,326	0,275	0,247	0,228	0,224	0,219	0,214	0,210	0,202
φυмз	0,23	0,226	0,194	0,163	0,137	0,123	0,114	0,112	0,109	0,107	0,105	0,101

11. Строим на левом поле листа 1 графическую зависимость коэффициента буксования δ от отношения

Dг/φυλ	0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0
δ	0	0,003	0,008	0,018	0,034	0,053	0,083	0,126	0,216	0,414	1,0

12. Определяем характерные значения коэффициента нормальной загрузки автомобиля и автопоезда

(4.31)

Г = 1+ = 1,22 ≤ 5

и соответствующие им значения коэффициента нормальной нагрузки ведущих колес:

- снаряженного автомобиля

= 0,77 (4.32)

- полностью груженого автомобиля

= 1 (4.33)

а также удобные для построения графика λ_i = f(Г) промежуточные значения на гиперболической «ветви»

(4.36)

при

, (4.37)

где m_o и m_оп – соответственно масса автомобиля и прицепа в снаряженном состоянии, кг или т;

q_a и q_п – соответственно грузоподъемность автомобиля и прицепа, кг или т;

m_o,вед и m_а,вед – масса, действующая на ведущие колеса автомобиля соответственно в снаряженном и полностью загруженном состоянии, кг или т.

Г_q = 1+ = 1.22, т.к.

Г_i≥ Г_q, то при

Г _1,22 =1

Г ₂ = 2 λ₂ = 1*1,22/2 =0,61

Г ₃ = 3 λ₃ = 1*1,22/3 =0,41

Г ₄ = 4 λ₄ = 1*1,22/4 = 0,31

Г ₅ = 5 λ₅ = 1*1,22/5 = 0,24

13. Строим на правом поле в масштабе его левой шкалы зависимость

λ_i = f (Г) и лучевую номограмму ψ с «шагом» 0,02 – 8мм на левой (при Г=1) и 40мм на правой (при Г = 5) шкалах этого поля, а также лучевые номограммы на среднем верхнем и левом полях, диагональную «сетку возврата» на левом поле.