Зміст
стор.
Вступ |
|
1 Тяговий розрахунок автомобіля з механічною трансмісією |
|
1.1 Зовнішня швидкісна характеристика двигуна |
|
1.2 Передаточні числа трансмісії |
|
1.2.1 Передаточне число головної передачі |
|
1.2.2 Передаточні числа коробки передач, подільника, демультиплікатора, роздавальної коробки |
|
1.2.3 Коректування передаточних чисел коробки передач |
|
1.3 Тяговий баланс автомобіля |
|
1.4 Динамічна характеристика автомобіля |
|
1.5 Характеристика прискорень автомобіля |
|
1.6 Характеристика розгону автомобіля |
|
1.7 Потужневий баланс автомобіля |
|
2 Паливна економічність автомобіля |
|
3 Література |
|
Вступ
Тяговий розрахунок є першим та відповідальним етапом великої роботи по створенню нових моделей автомобілів і попереджує розробці технічного та робочого проектів їх конструкції. Через це тяговому розрахунку попереджують трудомісткі та різносторонні дослідження по технічному та економічному обґрунтуванню необхідності створення нової конструкції, галузь застосування, основне призначення та відповідність поставленим вимогам.
Завданням тягового розрахунку автомобіля є визначення основних параметрів двигуна та трансмісії, які забезпечують автомобілю потрібні основні вимірники тягово-швидкісних властивостей: силу тяги на ведучих колесах, швидкість і прискорення руху та допоміжні вимірники: час та путь розгону автомобіля на горизонтальній ділянці дороги з рівним твердим покриттям.
Параметр – величина, яка кількісно характеризує яку-небудь властивість системи технічного улаштування процесу, явища.
Чисельні значення тих чи інших вимірників тягово-швидкісних властивостей називаються показниками цих властивостей.
Вимірники тягово-швидкісних властивостей незмінні, а їх показники різні в різних умовах руху автомобіля.
При виконанні тягового розрахунку автомобіля, що проектується користуються трьома видами параметрів: тими, що задаються, вибираються та розраховуються.
До параметрів, які задаються технічними умовами, відносять: тип автомобіля, номінальну вантажопідйомність (пасажиромісткість) або повну масу автомобіля, максимальну швидкість на самій високій передачі. Крім того, вказується тип двигуна (карбюраторний, дизель) та тип трансмісії (механічна, гідромеханічна).
До параметрів, які
вибираються, відносяться: коефіцієнт
опору повітря
і лобова площа
,
розподіл маси автомобіля по осям, розмір
шин, частота обертання колінчатого валу
двигуна при максимальній потужності.
Величини цих параметрів задаються на
основі експериментів та статистичних
даних по існуючим моделям автомобілів,
аналогічних тому, що проектується, з
урахуванням тенденції розвитку
автомобільної техніки та перспективного
типажу автомобілів.
До розраховуючи параметрів відносять: максимальну потужність двигуна, передаточні числа головної передачі, коробки передач і додаткової коробки.
1 Тяговий розрахунок автомобіля з механічною трансмісією
1.1 Зовнішня швидкісна характеристика двигуна
Виконання тягового розрахунку автомобіля починається з відбору типу двигуна та визначення його параметрів. При цьому необхідно ураховувати призначення та компоновку автомобіля, умови роботи двигуна на різних типах та модифікаціях автомобілів, погоджувати у процесі проектування вихідні характеристики двигунів та основні параметри з базовими параметрами автомобілів.
Ефективна потужність
двигуна
(кВт),
необхідна для руху автомобіля масою
(кг) з установленою максимальною швидкістю
(км/г)
,
(1.1)
де
- коефіцієнт опору дороги максимальній
швидкості автомобіля на найвищій
передачі, який до швидкості руху 70-80
км/год. приймається
,
більше 70-80 км/год. визначається
,
(1.2)
- коефіцієнт опору
кочення при малих швидкостях руху і
приймається для доріг з асфальтно-бетонним
та цементно-бетонним покриттям у доброму
стані 0,01÷0,015, у задовільному стані
0,015÷0,02;
- постійна величина,
яка дорівнює (4÷5) · 10-5.
Для деяких вантажних автомобілів, автобусів та легкових автомобілів високої прохідності величину приймають орієнтовно
(1.3)
- повна тяга
автомобіля, Н;
- прискорення
вільного падіння;
- повна маса автомобіля, кг;
- коефіцієнт опору повітря, Н · с2/м4.
Приблизні значення
та
(коефіцієнт лобового опору повітря –
)
для різних типів автомобілів приведено
нижче.
-
Гоночні автомобілі
0,15 – 0,2
0,25 ÷ 0,3
Легкові автомобілі
0,2 – 0,35
0,3 ÷ 0,6
Автобуси:
капотної компоновки
0,45 – 0,55
0,75 ÷ 0,9
вагонної компоновки
0,35 – 0,45
0,6 ÷ 0,75
Вантажні автомобілі:
бортові
0,5 ÷ 0,7
0,9 ÷ 1,15
з кузовом фургон
0,5 ÷ 0,6
0,8 ÷ 1,0
Автоцистерни
0,55 ÷ 0,65
0,9 ÷ 1,1
Автопоїзди
0,65 ÷ 0,95
1,1 ÷ 1,55
- площа лобового опору автомобіля, м2,
для вантажних автомобілів
,
(1.4)
де
- колія, м;
- габаритна ширина
автомобіля, м;
-
габаритна висота, м.
- ККД трансмісії:
значення можна прийняти
-
легкові передньопривідні автомобілі
0,92 ÷ 0,94
легкові задньопривідні автомобілі
0,9 ÷ 0,92
вантажні автомобілі малої навантаженості
0,88 ÷ 0,80
вантажні автомобілі середньої навантаженості
0,86 ÷ 0,88
вантажні автомобілі здорової навантаженості
0,84 ÷ 0,86
У автомобілів високої прохідності ККД трансмісії відповідно знижується на 0,02 ÷ 0,03.
- ККД гідротрансформатора;
- коефіцієнт
корекції, значення якого залежить від
комплектації та стандартних умов
стендових випробувань двигунів.
Відповідно ДОСТ 14846-81 елементи та
агрегати, які відключаються при
вимірюванні параметрів зовнішньої
характеристики:
нетто
- приладдя, які обслуговують шасі та
кузов
;
брутто
- вентилятор та приладдя, які обслуговують
шасі
при стандартних атмосферних умовах
(барометричний тиск
,
температура повітря +25ºС), як правило
відмінний від тих, в яких двигун працює
в експлуатації.
При експлуатації частка потужності двигуна витрачається на не заліковані при знятті стендової зовнішньої характеристики споживачі. Потужність, яка передається через трансмісію на ведучі колеса, менше визначеної зовнішньої характеристики карбюраторних двигунів без обмежувача частоти обертання колінчатого валу, з обмежувачем і дизеля.
а)
|
б)
|
в) |
|
Максимальна потужність двигуна на зовнішній характеристиці двигуна по емпіричній залежності
,
(1.5)
де
-
відношення частоти обертання колінчатого
валу при максимальній швидкості руху
автомобіля
до частоти обертання при максимальній
потужності
і рівне
для карбюраторних двигунів без обмежувача частоти обертання – 1,05÷1,1;
для карбюраторних двигунів з обмежувачем – 0,8÷0,9;
для дизелів - 0,9÷1,0.
Максимальна частота обертання - встановлюється по для даного двигуна в технічній характеристиці
.
Частота обертання може бути прийнята по аналогії з існуючими двигунами з урахуванням тенденцій розвиту двигунобудування
a,
b
та c
– коефіцієнти постійні для даного
двигуна. Якщо реальної зовнішньої
характеристики немає, то коефіцієнти
a,
b,
та c
можна знайти по значенням характерних
точок
,
,
,
наведених в технічній характеристиці.
Для карбюраторних двигунів без обмежувача частоти обертання [1]
.
(1.6)
Для двигунів з обмежувачем або регулятором (дизель)
(1.7)
де
- запас крутного моменту двигуна
- крутний момент
при максимальній потужності двигуна;
- коефіцієнт
пристосовуваності двигуна по частоті
- коефіцієнт
пристосовуваності двигуна по крутному
моменту
Значення меж змін та різноманітних двигунів
|
|
|
Карбюраторні двигуни |
5 ÷ 35 |
1,2 ÷ 2,5 |
Дизелі (без наддува) |
10 ÷ 20 |
1,4 ÷ 2,0 |
При проектувальному розрахунку, коли немає ні зовнішньої характеристики, ні даних про значення її характерних параметрів можна розрахувати значення коефіцієнтів a, b та c вибираючи та по існуючим двигунам, аналогам, близьким до проектувального.
Для визначення інших поточних значень потужності двигуна в різних точках кривої зовнішньої швидкісної характеристики необхідно взяти 8–10 проміжкових точок та прикласти емпіричну формулу
,
(1.8)
де
-
емпіричний коефіцієнт, значення котрих
залежить від прийнятих проміжкових
поточних величин частоти обертання
колінчатого валу двигуна і відповідно
від відношення
- приймається по
значенням зазначеним у табл. 1.
Мінімальну частоту
обертання колінчатого валу
вибирають у проміжку 400...800 об/хв. Менші
значення приймають для дизелів, більші
– для карбюраторних двигунів вантажних
автомобілів.
Крутний момент
двигуна
визначається по відповідним значенням
потужності двигуна
та частоти обертання колінчатого валу
,
(1.9)
Таблиця 1.1
-
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
1,1
об/хв
кВт
Н·м