2.2.7 Радиус колеса

Основным размером колеса, необходимым при расчете тягово-скоростных качеств АТС, является радиус колеса, катящегося без скольжения r_ка.

При выборе радиуса колеса АТС исходим из того, что радиус качения колеса, катящегося без скольжения r_ка, примерно равен радиусу колеса, движущимся в ведомом режиме r_к, т.е. колеса, равномерно катящегося под действием толкающей силы, [18]. Последний занимает промежуточное положение между свободным радиусом r_с и статическим r_ст. Значения этих двух радиусов приводятся в справочных материалах по сортаментам шин. Поэтому при определении радиуса колеса необходимо определить, какие шины предполагается установить на АТС. Шины выбираются по стандартам (см. Приложение Ж), исходя из норм эксплуатационных режимов шины:

• максимально допускаемой нагрузке – [G_к];

• максимальной скорости – [V_Кmax].

Для шины, принятой к установке на АТС должны выполняться условия:

[G_к]G_к

[V_Кmax] V_max

где G_к - максимальная расчетная нагрузка на шину колеса АТС, кг;

V_max - максимальная скорость двигателя АТС, км/ч.

Максимальная расчетная нагрузка G_к зависит от принятого распределения нагрузки по осям от полной массы АТС, конструкции колес и представляет собой наибольший результат вычислений, выполненных по формуле:

, (14)

где G_Кi - нагрузка на шину колеса i-ой оси, кг;

G_i - нагрузка на ось, кг;

n - число колес на оси;

k - число шин на колесе (k= 1 для легковых АТС, грузовых АТС грузоподъемностью до 1, грузовых АТС, выполненных на базе легковых, АТС повышенной проходимости, микроавтобусов на шасси легковых АТС; k=2 на задних осях грузовых АТС грузоподъемностью свыше 1 т, автобусах пассажировместимостью свыше 10…12 чел.).

Тогда,

G_к = G_кmax.

Согласно установленного значения G_к проводится, как отмечалось выше, с помощью таблиц ГОСТа, [4], выбор радиуса колеса (для шин легковых автомобилей ГОСТ 4754 - 80, для шин грузовых автомобилей, прицепов, полуприцепов, автобусов ГОСТ 5513 - 86, для шин автомобилей большой грузоподъемности ГОСТ 8430 - 85, для шин с регулируемым давлением автомобилей повышенной проходимости ГОСТ 13298-90) (см. Приложение Ж).

В графах «Экономическая нагрузка на шину» таблицы (Приложение Ж) «Максимальная нагрузка на шину» таблицы (Приложение Ж) для шин грузовых АТС и автобусов находят нагрузку, равную массе, приходящейся на наиболее нагруженные колеса или ближайшую нагрузку; в графе «Максимально допустимая скорость» устанавливается величина допустимой скорости для шины из условия [V_Кmax] V_max; в графе «Размер шины» устанавливается статический радиус – r_c для выбранной и установленной на колесо шины. Для принятой к установке на АТС шины необходимо указать тип, размер, модель.

С достаточной для практических целей точностью радиус колеса r_ка может быть найден по выражению:

, (15)

где _ш - коэффициент деформации, зависит от типа, размеров и модели шины (_ш =0,95…0,97), меньшие значения относятся к более эластичным шинам.

2.2.8 Выбор параметров двс

Выбор параметров двигателя является одним из наиболее ответственных этапов расчета. К основным параметрам двигателей, выбираемым при выполнении проектировочного тягового расчета относятся:

— частота вращения коленчатого вала, соответствующая максимальной мощности двигателя– n_N, мин^-1;

— минимальная частота вращения коленчатого вала двигателя n_emin, мин^-1;

— максимальная частота вращения коленчатого вала двигателя n_emax, мин^-1;

— коэффициент приспосабливаемости по моменту K_м;

— коэффициент приспосабливаемости по частоте вращения К_.

Значения выбираемых к расчету параметров ДВС, зависят от типа двигателя и типа АТС, указываемых в задаваемых исходных данных. Тип двигателя и тип АТС позволяют установить наличие или отсутствие в конструкции двигателя ограничителя. На всех карбюраторных бензиновых или газовых ДВС легковых АТС, микроавтобусов и грузовых АТС на базе легковых ограничитель максимальной частоты вращения коленчатого вала отсутствует. Все дизельные двигатели, карбюраторные двигатели грузовых автомобилей, грузоподъемностью 1,5т и выше, а также автобусов имеют ограничитель частоты вращения. Установка ограничителя на двигателе позволяет уменьшить вероятность работы двигателz на частотах, близких к резонансным.

Частота вращения коленчатого вала, соответствующая максимальной мощности - n_N современных ДВС находится в пределах [14]:

4000...7000 мин^-1 - бензиновые двигатели легковых, грузовых АТС и автобусов на базе легковых;

3000...4500 мин^-1 - бензиновые двигатели грузовых АТС и автобусов;

3500...4500 мин^-1 - дизельные двигатели легковых, грузовых АТС и автобусов на базе легковых;

2000...3200 мин^-1 - дизельные двигатели грузовых АТС и автобусов.

Для облегчения принятия решения при выборе расчетного значения n_N следует ориентироваться на значение величин частот вращения коленчатого вала двигателей современных АТС (см. Приложение К).

Максимальная частота вращения коленчатого вала – п_eтах может быть определена из рекомендуемых при расчете соотношений, [7,14].

п_eтах/n_N = 1,10...1,25 - бензиновые и работающие на газе двигатели легковых АТС, грузовых АТС и автобусов на базе легковых, т.е. двигатели без ограничителя частоты вращения;

п_eтах/n_N = 1,00...1,05 - бензиновые и работающие на газе двигатели грузовых АТС и автобусов, т.е. карбюраторные двигатели с ограничителем частоты вращения;

п_eтах/n_N = 1,00 - дизельные двигатели.

Минимально устойчивая частота вращения коленчатого вала двигателя при полной подаче топлива – п_етin у современных ДВС находится в пределах:

1000...1100 мин^-1 - бензиновые и работающие на газе двигатели легковых АТС (грузовых, автобусов на базе легковых);

700...900 мин^-1 - бензиновые и работающие на газе двигатели грузовых АТС и автобусов;

1200...1300 мин^-1 - дизельные двигатели легковых АТС (грузовых и автобусов на базе легковых);

1100…1200 мин^-1 - дизельные двигатели грузовых АТС и автобусов.

Коэффициент приспосабливаемости по моменту - К_м ориентировочно может быть принят, [7]:

1,10...1,50 - для дизельных двигателей;

1,05…1,45 - для карбюраторных двигателей.

Для карбюраторных ДВС при выборе расчетного значения К_м необходимо учитывать существующую зависимость, [7], коэффициента от литровой мощности двигателя⁶, ориентируясь на литровую мощность двигателей автомобилей - аналогов. Зависимость коэффициента приспособляемости по моменту карбюраторных двигателей от их литровой мощности изображена на рисунке 18.

Рисунок 18 Зависимость коэффициентов приспособляемости карбюраторных двигателей от их литровой мощности

Коэффициент приспособляемости двигателя по оборотам – K_, ориентировочно может быть принят, [7]:

1,45...2,00 - для дизельных двигателей;

1,50...2,5 - для карбюраторных двигателей.

Для карбюраторных двигателей при выборе расчетного значения K_ необходимо учитывать существующую зависимость коэффициента от литровой мощности двигателя ориентируясь на литровую мощность двигателей автомобилей - аналогов. Зависимость коэффициента приспособляемости по оборотам карбюраторных двигателей от их литровой мощности изображена на рисунке 18.