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 k-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 + χ∙ В∙λ) = 0,0254· (20/2 +0,8∙0,92∙8,6) = 0,41 м ,

где χ = 0,8…0,85 – соотношение между высотой и шириной профиля шины; λ=0,92 – коэффициент деформации шины под воздействием нагрузки и крутящего момента, принимаем по табл. 2.6 [2]; D = 20 – диаметр шины, дюйм; B = 9,0 – ширина шины, дюйм. На автомобиле устанавливают колеса 8,6R20.

Значения M_ei берутся из внешней скоростной характеристики двигателя.

Передаточное число главной передачи определяется по формуле

,

где i_кmin = 0,71, i_pmin = 1,0 – 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=0,58), выбирается по заданию; m₂ – коэффициент, учитывающий перераспределение масс, приходящихся на оси при трогании (т₂=1,20 - для задних ведущих колес).

G₂ = (0,68…0,78)∙G_a = 0,6∙233500 = 140100 Н – нагрузка, приходящаяся на ведущую ось .

Принимаем i₁= 6,5.

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= 3,73; i₃ = 2,14; i₄ = 1,23; i₅ =i_высш = 0,71.

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 к-й передаче при i-ом значении вращающего момента двигателя М_еi. Сила сопротивления воздуху

Н,

где V_i = 0,71 м/с – скорость движения АТС при частоте вращения коленчатого вала двигателя на k-й передаче, определяется по формуле

м/с.

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

,

где f_i = f_o∙ (1+ V_i² /1500) = – 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+0,04·6,38² = 2,67.

Результаты вычислений заносим в табл. 1.2.

вр1	2,730
вр2	1,599
вр3	1,225
вр4	1,101
вр5	1,060

Таблица 1.2

	ei, с-1	56,52	81,64	106,76	131,88	157,00	182,12	207,24	232,36	257,48	282,60
	Mei, Н·	748,8	834,5	903,9	957,3	994,4	1015,4	1020,3	1009,0	981,5	937,9
1-я передача	Vi,км/ч	1,97	2,84	3,71	4,59	5,46	6,34	7,21	8,08	8,96	9,83
	Ртi, кН	66,65	74,27	80,45	85,20	88,50	90,37	90,81	89,80	87,36	83,47
	Рвi, кН	0,002	0,003	0,006	0,009	0,013	0,017	0,022	0,028	0,035	0,042
	Дi	0,285	0,318	0,345	0,365	0,379	0,387	0,389	0,384	0,374	0,357
	fi	0,017	0,017	0,017	0,017	0,017	0,017	0,017	0,017	0,017	0,017
	Ji, м/с2	0,96	1,08	1,18	1,25	1,30	1,33	1,34	1,32	1,28	1,22
2-я передача	Vi,км/ч	3,42	4,94	6,46	7,98	9,50	11,02	12,54	14,06	15,58	17,10
	Ртi, кН	38,31	42,70	46,25	48,98	50,88	51,95	52,20	51,63	50,22	47,99
	Рвi, кН	0,005	0,01	0,02	0,03	0,04	0,05	0,07	0,09	0,10	0,13
	Дi	0,164	0,183	0,198	0,210	0,218	0,222	0,223	0,221	0,215	0,205
	fi	0,017	0,017	0,017	0,017	0,017	0,017	0,017	0,017	0,017	0,017
	Ji, м/с2	0,90	1,02	1,11	1,18	1,23	1,26	1,27	1,25	1,21	1,15
3-я передача	Vi,км/ч	5,95	8,59	11,24	13,88	16,53	19,17	21,81	24,46	27,10	29,75
	Ртi, кН	22,03	24,55	26,59	28,16	29,25	29,87	30,01	29,68	28,87	27,59
	Рвi, кН	0,02	0,03	0,05	0,08	0,12	0,16	0,21	0,26	0,32	0,38
	Дi	0,094	0,105	0,114	0,120	0,125	0,127	0,128	0,126	0,122	0,117
	fi	0,017	0,017	0,017	0,017	0,017	0,017	0,017	0,018	0,018	0,018
	Ji, м/с2	0,62	0,70	0,77	0,83	0,86	0,88	0,88	0,87	0,84	0,79
4-я передача	Vi,км/ч	10,35	14,95	19,55	24,15	28,74	33,34	37,94	42,54	47,14	51,74
	Ртi, кН	12,66	14,11	15,29	16,19	16,82	17,17	17,25	17,06	16,60	15,86
	Рвi, кН	0,05	0,10	0,16	0,25	0,36	0,48	0,62	0,78	0,96	1,15
	Дi	0,054	0,060	0,065	0,068	0,070	0,071	0,071	0,070	0,067	0,063
	fi	0,017	0,017	0,017	0,018	0,018	0,018	0,018	0,019	0,019	0,019
	Ji, м/с2	0,33	0,38	0,42	0,45	0,47	0,48	0,47	0,46	0,43	0,39
5-я передача	Vi,км/ч	18	26,00	34,00	42,00	50,00	58,00	66,00	74,00	82,00	90
	Ртi, кН	7,28	8,11	8,79	9,31	9,67	9,87	9,92	9,81	9,54	9,12
	Рвi, кН	0,14	0,29	0,50	0,76	1,08	1,45	1,88	2,36	2,90	3,49
	Дi	0,0306	0,0335	0,0355	0,0366	0,0368	0,0361	0,0344	0,0319	0,0284	0,0241
	fi	0,0173	0,0176	0,0180	0,0185	0,0192	0,0199	0,0208	0,0218	0,0229	0,0241
	Ji, м/с2	0,12	0,15	0,16	0,17	0,16	0,15	0,13	0,09	0,05	0

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

Р_т1

Р_т2

Р_т3

Р_т5

Р_т4

Рис. 1.2 Тяговая характеристика АТС

Д₁

Д₂

Д₃

Д₅

Д₄

Рис. 1.3 Динамическая характеристика АТС

J₅

J₁

₁

J₂

₁

J₃

₁

J₄

₁

Рис. 1.4 График ускорений АТС