1.4. Определение фактора обтекаемости.

В результате движения автомобиля в неподвижной воздушной среде, об­текания неподвижного автомобиля потоком движущегося воздуха (ветра), движения автомобиля в движущемся воздушном потоке могут возникать аэродинамические силы. Наибольшее влияние на тягово – скоростные свойства автомобиля оказывает сила лобового сопротивления Р_В , представляющая со­бой проекцию полной аэродинамической силы Р_В на ось Ох.

Сила лобового сопротивления Р_В может быть определена по формуле:

(1.7)

где c_X - коэффициент лобового сопротивления;

ρ_В - плотность воздуха, кг/м³;

F – площадь Миделя, м²;

V – скорость движения автомобиля, м/с;

k_В – коэффициент обтекаемости, кг/м³.

(1.8)

Для автомобиля или каждого из звеньев автопоезда в качестве площади Миделя F принимается лобовая площадь, равная площади проекции авто­мобиля на плоскость, перпендикулярную его продольной оси.

Площадь F найдем по формуле:

(1.9)

где с – коэффициент формы автомобиля (для грузовых автомобилей с=1,0);

Н_Г – габаритная высота автомобиля, м;

В_Г – габаритная ширина автомобиля, м;

b – ширина шины, м;

l – высота до нижней точки автомобиля (принимается равной r_СТ), м;

n – число шин, участвующих в создании силы сопротивления воздуха.

Согласно [1] Н_Г = 2,98 м; В_Г = 2,69 м; b = 0,39 м; r_СТ = 0,583 м.

Тогда

Фактор обтекаемости:

1.5. Определение тягово-скоростных свойств автомобиля.

1.5.1. Построение тяговой характеристики автомобиля

Тяговой характеристикой автомобиля называется зависимость свободной силы тяги от скорости движения на различных передачах в заданных дорожных условиях.

Тяговые характеристики автомобиля строится в следующей последова­тельности:

1) По ВСХД определяется М_К и N_Е при работе двигателя с различными частотами вращения коленчатого вала ДВС.

2) Для каждой передачи определяем скорость движения автомобиля V_i соответствующее текущему значению частоты вращения коленчатого вала дви­гателя n_i.

, (1.10)

где: r_к - кинематический радиус колеса, - передаточное число трансмис­сии.

, (1.11)

где: = 0,583 м - статический радиус колеса, , = 0,630 м - свободный ра­диус колеса.

, (1.12)

где: - передаточное число коробки передач на i передаче, -переда­точное число главной передачи.

3) На каждой передаче для каждой скорости определяем тяговую силу P_Ti на ведущих колесах автомобиля:

, (1.13)

где: М_К - крутящий момент двигателя, K_Р - коэффициент коррекции, учи­тывающий затраты мощности на привод вспомогательных механизмов и систем двигателя и автомобиля; Кр=0,95, -динамический радиус колеса, =0,583 м.

4) На каждой передаче для каждой скорости определяем силу лобового сопротивления P_Bi

, (1.14)

5) Рассчитываем свободную силу тяги:

, (1.15)

По формулам (1.10) – (1.15) рассчитываем:

;

м/с

кН;

Н;

Н;

Выполняем расчет по вышеуказанным формулам, заносим результаты в таблицу 1.5 и строим тягово-скоростную характеристику рис.1.4.

Рис.1.4. Тяговая характеристика автомобиля Урал-375:

I_Н – зависимость Р_СВ = f(V) на 1-ой пониженной передаче;

I -V – зависимости Р_СВ = f(V) на 1 - 5 передачах в коробке передач;

1 – зависимость Р_К = f(V).

По графику тяговой характеристики автомобиля (рис.1.4.) определим:

1. Максимальную скорость

Максимальная скорость может ограничиваться либо частотой вращения коленчатого вала, либо дорожными условиями. В нашем случае максимальная скорость ограничивается частотой вращения коленчатого вала, т.к. кривые Pсв=f(V) на 5 пе­редаче и Рк=f(V) не пересекаются. Значит, максимальная ско­рость V_max=21,4 м/с=77км/ч.

2. Наибольший дополнительный уклон

Выбираем по графику тяговой характеристики наибольшее расстояние между кривыми Pсв=f(V) на 5 передаче и Рк=f(V) - это избыточная сила Ризб_мах=2930 Н.

Для определения наибольшего дополнительного уклона приравниваем

, (1.16)

где: Р_П – сила сопротивлению подъему

. (1.17)

Из формул 1.16 и 1.17 выразим:

, (1.18)

Определяем наибольший дополнительный уклон:

, (1.19)

.

3. Наибольшее ускорение

Из предыдущего пункта Ризб_мах=2930 Н при скорости V=8,7 м/с.

Для определения наибольшего ускорения приравниваем:

, (1.20)

где: Р_И – сила сопротивления разгону.

, (1.21)

где: δ_ВР – коэффициент учета вращающихся масс

, (1.22)

где: δ_ВР1 – коэффициент учета вращающихся масс деталей, связанных с коленчатым валом двигателя;

δ_ВР2 – коэффициент учета вращающихся масс деталей, связанных с коле­сами автомобиля.

Принимаем δ_ВР1=δ_ВР2=0,04.

;

Из формул 1.25 и 1.26 выразим ускорение:

, (1.27)

м/с².