1.2. Построение тяговой характеристики автомобиля

Тяговая характеристика автомобиля представляет собой зави­симость силы тяги на ведущих колесах автомобиля от скорости его движения на всех передачах, т.е.

P_т = f(V_a, i_к),

где Р_т – сила тяги на ведущих колесах; V_а – скорость движения ав­томобиля; i_к - передаточное число к-й передачи коробки передач.

Очевидно, что для автомобилей со ступенчатой трансмиссией график тяговой характеристики будет представлять семейство кри­вых, число которых равно числу ступеней коробки передач.

Сила тяги P_тi, кН, на ведущих колесах определяется из уравне­ния

кН.

Здесь r_к - радиус качения колеса, м.

r _k = 0,0254 ·D /2 + 0,001·χ∙ В∙λ= 0,0254·(20/2 +0,8∙9,00∙0,75) = 0,41 м.

где χ = 0,8 – соотношение между высотой и шириной профиля шины; λ = 0,85 – коэффициент деформации шины под воздействием нагрузки и крутящего момента, принимаем по табл. 2.6 [2]; D = 20 – диаметр шины, дюйм; B = 9,00 – ширина шины, дюйм. На автомобиль устанавливают колеса 9,00R20.

Значения M_ei берутся из внешней скоростной характеристики двигателя.

Передаточное число главной передачи определяется по формуле

,

где i_кmin, i_pmin – соответственно минимальное передаточное число коробки передач и дополнительной коробки.

Передаточное число первой передачи находится из условия преодоления АТС максимального дорожного сопротивления, характеризуемого коэффициентом ψ_max, указанным в задании:

.

Найденное число i₁ проверяют по условию сцепления ведущих колес с дорогой:

,

где φ – коэффициент сцепления (φ=0,56), выбирается по за­данию; m₂ – коэффициент, учитывающий перераспределение масс, приходящихся на оси при трогании (т₂=1.20 - для задних ведущих колес).

Принимаем i₁= 7,44.

Передаточные числа промежуточных ступеней определяются из условия

,

где n – число ступеней передач коробки, не считая передачу заднего хода: к - порядковый номер рассчитываемой передачи; i_высш – значение передаточного числа высшей передачи. i₂= 4,5; i₃ = 2,72; i₄ = 1,65; i₅ = i_высш = 1,0.

1.3. Построение динамической характеристики и графика ускорений автомобиля

Значения динамического фактора определяются для выбранных скоростей АТС на всех передачах по зависимости

,

где P_тi сила тяги на k-й передаче при i-ом значении вращающего момента двигателя М_еi. Сила сопротивления воздуху

=0,55·4,96·(2,1/3,6)² = 1 Н,

где V_i – скорость движения АТС при частоте вращения коленчатого вала двигателя на к-й передаче, определяется по формуле

м/с.

Числовые значения возможных ускорений АТС на i-й передач определяют по зависимости

м/с²,

где – коэффициент сопротивления качению колёс АТС при i-том значении скорости; f_o =0,017– коэффициент сопротивления качению, принимается согласно заданию; g = 9,81 м/с² – ускорение свободного падения; δ_вр – коэффициент учета вращающихся масс, определяемый по эмпирической зависимости для различных пере­дач

δ_вр = 1,04 + 0,04∙ i_к²=1,04+0,04·4,05² = 3,254.

вр1	3,254
вр2	1,852
вр3	1,338
вр4	1,149
вр5	1,080

Результаты вычислений заносим в табл. 1.2.

По данным табл. 1.2 строим тяговую, динамическую характе­ристики и график ускорений автомобиля.

Таблица 1.2

	ei	67,0	100,5	134,0	167,5	201,0	234,5	267,9	301,4	334,9	368,4
	Mei	393,4	410,3	420,5	423,9	420,5	410,3	393,4	369,6	339,1	301,8
1-я передача	Vi,км/ч	2,1	3,1	4,2	5,2	6,2	7,3	8,3	9,3	10,4	11,4
	Ртi,кН	36,53	38,11	39,05	39,37	39,05	38,11	36,53	34,33	31,49	28,03
	Рвi,кН	0,001	0,002	0,004	0,006	0,008	0,011	0,015	0,018	0,023	0,027
	Дi	0,379	0,396	0,405	0,409	0,405	0,395	0,379	0,356	0,327	0,291
	fi	0,0170	0,0170	0,0170	0,0170	0,0170	0,0170	0,0171	0,0171	0,0171	0,0171
	Ji,м/с2	1,09	1,14	1,17	1,18	1,17	1,14	1,09	1,02	0,93	0,82
2-я передача	Vi,км/ч	3,4	5,1	6,9	8,6	10,3	12,0	13,7	15,4	17,2	18,9
	Ртi,кН	22,12	23,07	23,65	23,84	23,65	23,07	22,12	20,79	19,07	16,97
	Рвi,кН	0,00	0,01	0,01	0,02	0,02	0,03	0,04	0,05	0,06	0,07
	Дi	0,230	0,239	0,245	0,247	0,245	0,239	0,229	0,215	0,197	0,175
	fi	0,0170	0,0170	0,0170	0,0171	0,0171	0,0171	0,0172	0,0172	0,0173	0,0173
	Ji,м/с2	1,13	1,18	1,21	1,22	1,21	1,18	1,12	1,05	0,95	0,84
3-я передача	Vi,км/ч	5,7	8,5	11,3	14,2	17,0	19,8	22,7	25,5	28,3	31,2
	Ртi,кН	13,39	13,97	14,32	14,43	14,32	13,97	13,39	12,59	11,55	10,28
	Рвi,кН	0,01	0,02	0,03	0,04	0,06	0,08	0,11	0,14	0,17	0,20
	Дi	0,139	0,145	0,148	0,149	0,148	0,144	0,138	0,129	0,118	0,105
	fi	0,017	0,017	0,017	0,017	0,017	0,017	0,017	0,018	0,018	0,018
	Ji,м/с2	0,89	0,94	0,96	0,97	0,96	0,93	0,88	0,82	0,74	0,64
4-я передача	Vi,км/ч	9,4	14,0	18,7	23,4	28,1	32,8	37,4	42,1	46,8	51,5
	Ртi,кН	8,11	8,46	8,67	8,74	8,67	8,46	8,11	7,62	6,99	6,22
	Рвi,кН	0,02	0,04	0,07	0,12	0,17	0,23	0,29	0,37	0,46	0,56
	Дi	0,084	0,087	0,089	0,090	0,088	0,085	0,081	0,075	0,068	0,059
	fi	0,017	0,017	0,017	0,017	0,018	0,018	0,018	0,019	0,019	0,019
	Ji,м/с2	0,57	0,60	0,61	0,61	0,60	0,58	0,54	0,48	0,42	0,34
5-я передача	Vi,км/ч	15,5	23,2	30,9	38,6	46,4	54,1	61,8	69,5	77,3	85
	Ртi,кН	4,91	5,12	5,25	5,29	5,25	5,12	4,91	4,61	4,23	3,77
	Рвi,кН	0,05	0,11	0,20	0,31	0,45	0,62	0,80	1,02	1,26	1,52
	Дi	0,050	0,0520	0,0524	0,052	0,050	0,047	0,043	0,037	0,031	0,023
	fi	0,017	0,017	0,018	0,018	0,019	0,020	0,020	0,021	0,022	0,023
	Ji,м/с2	0,30	0,31	0,31	0,30	0,28	0,25	0,20	0,15	0,08	0

Рт₁

Рт₂

Рт₃

Рт₄

Рт₅

Рис. 1.2 Тяговая характеристика АТС

Д₁

Д₂

Д₃

Д₄

Д₅

Рис. 1.3 Динамическая характеристика АТС

J₁

J₂

J₃

J₄

J₅

Рис. 1.4 График ускорений АТС