2.2 Расчет тяговой диаграммы автомобиля

Тяговой диаграммой называется зависимость окружной силы на ведущих колесах F_кот скорости движения автомобиля v_a.

Основной движущей силой автомобиля является окружная сила, приложенная к его ведущим колесам. Эта сила возникает в результате работы двигателя и вызвана взаимодействием ведущих колес и дороги.

Каждой частоте вращения коленчатого вала соответствует строго определенное значение момента(по внешней скоростной характеристике). По найденным значениям момента определяют F_к, а по соответствующей частоте вращения вала-v_a.

Для установившегося режима окружная сила на ведущих колесах:

(2.12)

где -фактическое значение момента, кН;

передаточное число тарансмиссии;

радиус качения колеса,м;

КПД трансмиссии.

Установившимся называется режим, при котором будут отсутствовать потери мощности, обусловленные ухудшением наполнения цилиндра свежим зарядом и тепловой инерцией двигателя.

Значение передаточного числа трансмиссии и окружной силы рассчитывается для каждой передачи:

, (2.13)

где передаточное число коробки передач;

передаточное число раздаточной коробки;

передаточное число главной передачи.

При работе трансмиссии с полной нагрузкой, т.е. при работе двигателя по внешней скоростной характеристике, КПД трансмиссии равен 0,85.

Окружная сила определяется как отношение момента на валах приводе ведущих колес к радиусу ведущих колес при равномерном движении автомобиля. Следовательно, для определения движущей силы автомобиля необходимо знать величину радиуса качения ведущих колес. Так как на колесах автомобиля установлены эластичные пневматические шины, то величина радиуса качения колес во время движения изменяется.

Радиус качения характеризует путь, пройденный колесом за один оборот. Он соответствует радиусу такого фиктивного жесткого колеса, которое при отсутствии пробуксовывания и проскальзывания имеет одинаковую с действительным колесом угловую и поступательную скорости качения.

Расчетный радиус качения превышает статическийr_стна 2-3%. Приближенно r_стмм, можно определить по цифрам обозначения шин:

r_с=0,5+Δ_c, (2.14)

где посадочный диаметр обода, мм;

Δ = H/B (HиB– высота и ширина профиля шины, мм);

_cмкоэффициент, учитывающий смятие шины под нагрузкой, примем_cмравным 0,85.

Шины согласно стандартам ГОСТ 4754-97 и ГОСТ 5513-97 могут иметь обозначение, выраженное в дюймах (1 дюйм=25,4 мм), или смешанное, выраженное в мм и дюймах .

Скорость движения автомобиля:

(2.15)

где v_aскорость автомобиля, м/с;

- частота вращения коленчатого вала, рад/с.

Значение величины, ограничивающей окружную силу на ведущих колесах по условиям сцепления колеса с дорогой:

F_кφ=φR_z=φG_сц=φm_сцg, (2.16)

где φкоэффициент сцепления колеса с дорогой , φ=0,88;

R_zвертикальная составляющая под ведущими колесами, кН;

G_сцвес авто приходящийся на ведущие колеса, кН;

m_сцмасса автомобиля приходящаяся на ведущие колеса,m_сц=6200кг;

gускорение свободного падения, м/с².

Для автомобиля ГАЗ-3309:

Передаточное число трансмиссии при включении первой передачи

Для следующих

Радиус колеса по маркировке шины

Радиус качения колеса

Значение окружной силы

Скорость движения автомобиля

Таблица 2.2- Расчет параметров тяговой диаграммы

ωe, рад/с			80,00		105,7		131,4		188,4		219,80		251,20
Mе(ф), кН∙м			0,3406		0,3648		0,38		0,384		0,377		0,355
iт1=29,865	va, м/с	1,18		1,561		1,94		2,782		3,246		3,71
	va, км/ч	4,253		5,62		7		10,015		11,684		13,354
	Fк, кН	19,145		20,504		21,36		21,584		21,19		19,954
iт2 = 17,919	va, м/с	1,97		2,601		3,234		4,637		5,41		6,182
	va, км/ч	7,088		9,365		11,642		16,692		19,474		22,256
	Fк, кН	11,487		12,303		12,816		12,95		12,714		11,97
iт3 = 10,825	va, м/с	3,26		4,306		5,35		7,675		8,954		10,234
	va, км/ч	11,733		15,5		19,27		27,63		32,236		36,84
	Fк, кН	6,94		7,432		7,742		7,823		7,68		7,233
iт4 = 6,570	va, м/с	5,37		7,1		8,82		12,646		14,754		16,861
	va, км/ч	19,33		25,542		31,752		45,526		53,11		60,70
	Fк, кН	4,222		4,51		4,7		4,748		4,66		4,39
iт5 = 4,556	va, м/с	7,74		10,23		12,72		18,236		21,276		24,315
	va, км/ч	27,88		36,833		45,788		65,65		76,59		87,534
	Fк, кН	2,921		3,128		3,258		3,293		3,233		3,044

По полученным значениям строится зависимость окружной силы на ведущих колесах () от скорости движения автомобиля :=f(v_a)(тяговая диаграмма см. Приложени Б), на которую наносится ограничивающая линия по условиям сцепления колеса с дорогой.

Определим значение величины, ограничивающей окружную силу на ведущие колеса по условиями сцепления колеса с дорогой, по формуле (2.16):

F_кφ=0,88·6·9,81=51,8кН.