2.2 Тяговый расчет автомобиля.
Тяговая
характеристика автомобиля представляет
собой зависимость между силой тяги (
)
и скоростью(
,
км/ч) движения автомобиля.
Силу
тяги(
,
Н) на ведущих колесах автомобиля
рассчитывают по формуле:
(2.4)
где:
-
крутящий момент двигателя, Н·м;
-
передаточное число коробки передач;
-
передаточное число главной передачи;
-
радиус качания колеса, м;
-
к.п.д. трансмиссии, которое принимаем
0,8
Входящий
в формулу (2.4) крутящий момент (
)
берут из таблицы 2.1. Он зависит от частоты
вращения (
)коленчатого
вала двигателя. Скорость движения
автомобиля (
)
определяют по формуле:
км/ч.
(2.5)
Радиус
(
)
качения колеса, входящий в формулы
(2.4), (2.5), приближенно определяется по
формуле:
мм
(2.6)
где: d - внутренний диаметр шины (диаметр обода колеса), м;
Н- высота профиля шины в свободном состоянии, м;
λШ - коэффициент нормальной деформации шины.
Для
шин дорожной проходимости коэффициент
(λШ)
принимаем равным 0,11.
rK=
+132(1-
0.11)=295,3
мм
Таблица 2.2.
Расчет тяговой характеристики автомобиля
|
№
|
ne, мин-1 |
MeN , Нм |
Передача | |||||||||
|
I |
I I |
I I I |
IV |
V | ||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |||
|
1 |
540 |
102 |
4 |
4,31 |
7 |
2,67 |
10 |
1,78 |
15 |
1,23 |
20 |
0,95 |
|
2 |
1080 |
112 |
9 |
4,75 |
14 |
2,94 |
21 |
1,96 |
30 |
1,36 |
39 |
1,05 |
|
3 |
1620 |
120 |
13 |
5,09 |
21 |
3,16 |
31 |
2,11 |
45 |
1,46 |
59 |
1,13 |
|
4 |
2160 |
126 |
17 |
5,34 |
28 |
3,31 |
42 |
2,21 |
61 |
1,53 |
78 |
1,18 |
|
5 |
2700 |
129 |
22 |
5,48 |
35 |
3,40 |
52 |
2,26 |
76 |
1,57 |
98 |
1,21 |
|
6 |
3240 |
130 |
26 |
5,52 |
42 |
3,42 |
63 |
2,28 |
91 |
1,58 |
117 |
1,22 |
|
7 |
3780 |
129 |
30 |
5,47 |
49 |
3,39 |
73 |
2,26 |
106 |
1,56 |
137 |
1,21 |
|
8 |
4320 |
125 |
35 |
5,31 |
56 |
3,29 |
84 |
2,19 |
121 |
1,52 |
156 |
1,17 |
|
9 |
4860 |
119 |
39 |
5,05 |
63 |
3,13 |
94 |
2,09 |
136 |
1,44 |
176 |
1,12 |
|
10 |
5400 |
111 |
43 |
4,69 |
70 |
2,91 |
105 |
1,94 |
151 |
1,34 |
195 |
1,04 |
Скорость
(
)
и сила тяги (
)
при движении на любой другойi-и
передаче можно определить по соотношениям
:
где
:
-скорость
автомобиля на прямой передаче при
заданном
км/ч;
-
сила тяги на прямой передаче, кН;
-
передаточное число коробки передач на
i-й
передаче.
Суммарная
сила сопротивления дороги (
)определяется
по формуле:
(2.7)
где: ψ - коэффициент суммарного сопротивления дороги;
-
полный вес автомобиля, кН.
Коэффициент суммарного сопротивления дороги рассчитывается так:
(2.8)
где: f - коэффициент сопротивления качения;
- угол подъема дороги.
При расчете тягового баланса принимаем, что автомобиль движется по горизонтальной дороге (=0) с асфальтобетонным покрытием. Тогда коэффициент (ψ) суммарного сопротивления дороги (2.8) равен коэффициенту (f) сопротивления качению.
При скоростях движения автомобиля, превышающих 60-80 км/ч коэффициент (f)надо определять по эмпирической формуле:
(2.9)
где:
- коэффициент сопротивления качению,
относящийся к малым скоростям движения
автомобиля;
-
скорость движения автомобиля, км/ч.
Cила, суммарного сопротивления дороги в этих условиях такова:
(2.10)
Для
дорог с асфальтобетонным покрытием,
находящихся в хорошем состоянии,
коэффициент (
)
принимаем равным 0.015. Силу сопротивления
воздуха (
)
в кН определяют по формуле:
(2.11)
где:
-
коэффициент сопротивления воздуха;
F - лобовая площадь автомобиля, м2.
Лобовая площадь автомобиля рассчитывается следующим образом, для легковых автомобилей:
(2.12)
где:
- наибольшая ширина автомобиля, м;
-
наибольшая высота автомобиля, м;
В - колея автомобиля.
Коэффициент
(
)
сопротивления воздуха можно принять
(в Н·с2/м4)
[1], для легковых
автомобилей 0,25.
F=
=
Все
полученные результаты сводим в таблицу
2.3,
расчет значений сил (
и
),
определяемых для скоростей движения
автомобиля от 0 до наибольшей скорости
на высшей передаче. Промежуточные
значения скорости (
)
следует взять по табл.3 для высшей
передачи. По результатам расчета строят
зависимости силы (
)
и суммарной (
+
)
от скорости
автомобиля, приведенные на рис.2.
Таблица 2.3
Расчет сил сопротивления движению
|
№ |
Va |
Va2 |
(Va2)/20000 |
1+((Va2)/20000) |
Ψ |
PΨ |
Pw |
PΨ+Pw
|
Pз |
|
1 |
20 |
382 |
0,02 |
1,02 |
0,015 |
0,218 |
0,014 |
0,23 |
0,72 |
|
2 |
39 |
1528 |
0,08 |
1,08 |
0,015 |
0,218 |
0,054 |
0,27 |
0,78 |
|
3 |
59 |
3439 |
0,17 |
1,17 |
0,015 |
0,218 |
0,122 |
0,34 |
0,79 |
|
4 |
78 |
6113 |
0,31 |
1,31 |
0,015 |
0,218 |
0,217 |
0,43 |
0,75 |
|
5 |
98 |
9552 |
0,48 |
1,48 |
0,022 |
0,321 |
0,339 |
0,66 |
0,55 |
|
6 |
117 |
13755 |
0,69 |
1,69 |
0,025 |
0,367 |
0,488 |
0,86 |
0,37 |
|
7 |
137 |
18722 |
0,94 |
1,94 |
0,029 |
0,421 |
0,664 |
1,09 |
0,12 |
|
8 |
156 |
24454 |
1,22 |
2,22 |
0,033 |
0,484 |
0,868 |
1,35 |
-0,18 |
|
9 |
176 |
30949 |
1,55 |
2,55 |
0,038 |
0,554 |
1,098 |
1,65 |
-0,54 |
|
10 |
195 |
38209 |
1,91 |
2,91 |
0,044 |
0,633 |
1,356 |
1,99 |
-0,95 |
На
рис. 2.2 показан запас (
)
силы тяги, равный (при равномерном
движении автомобиля по горизонтальной
дороге)
Запас
силы тяги может использоваться для
разгона автомобиля, преодоления подъемов
и буксировки прицепа.
По данным таблиц 2.2 и 2.3 строим график тягового баланса автомобиля рисунок 2.2.
Рисунок. 2.2. График тягового баланса автомобиля